JP2815505B2 - 方探装置 - Google Patents

方探装置

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JP2815505B2
JP2815505B2 JP4018144A JP1814492A JP2815505B2 JP 2815505 B2 JP2815505 B2 JP 2815505B2 JP 4018144 A JP4018144 A JP 4018144A JP 1814492 A JP1814492 A JP 1814492A JP 2815505 B2 JP2815505 B2 JP 2815505B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電波源の方位を測定
する方探装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は従来のマルチビーム多目標方探装
置を示すブロック図である。図において、14は平面状
にアンテナ素子が配列されているフェーズドアレーアン
テナ、24は垂直方向の電波到来方向を知るための垂直
方探用のレンズ群、34は水平方向の電波到来方向を知
るための水平方探用のレンズ群、4はレンズ群34から
出力された信号を検波する検波器、54は方位を判定す
る方位判定器である。
【0003】次に動作について説明する。フェーズドア
レーアンテナ14で受信された電波は、各アンテナ素子
からレンズ群24に入力する。ここで、各アンテナ素子
の各出力は到来波の方向に応じた位相差を有する。垂直
方探用のレンズ群24を構成する各レンズは、位相差を
有する各信号のうち、あるものを弱め、あるものを強め
る作用をし、結局、各出力端子のうち、そのときに受信
された到来波の垂直方向に対応した出力端子に有意な信
号を出力する。なお、各レンズから出力される信号は、
やはり互いに位相差を有している。
【0004】水平方探用のレンズ群34を構成する各レ
ンズは、垂直方探用の各レンズから出力信号を導入して
いる。そして導入した信号のうち、あるものを弱め、あ
るものを強める作用をし、結局、各出力端子のうち、そ
のときに受信された到来波の水平方向に対応した出力端
子に有意な信号を出力する。
【0005】水平方探用のレンズ群34において、垂直
方探用のレンズ群24で特定された垂直方向に対応した
入力端子のみに有意な信号が入力されるので、結局、水
平方探用のレンズ群34における特定のレンズの特定の
出力端子のみに有意な信号が現れる。
【0006】各検波器4は、水平方探用のレンズ群34
の各出力信号を検波している。そして、水平方探用のレ
ンズ群34の特定のレンズの特定の出力端子に有意な信
号が現れるので、それに対応した特定の検波器4のみが
有意な信号を出力する。
【0007】方位判定器54は、有意な信号を出力した
検波器4を知ることにより、その検波器4に対応した到
来波の方向を評定することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の方探装置は以上
のように構成されているので、高精度の方探を行うには
多数のレンズを用いなければならず、装置規模が大きく
なるとともにコスト高を招くという問題点があった。
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、より小型化した多目標の方探が
できる方探装置を得ることを目的とする。なお、本願発
明に類似する先行技術として、特開昭60−23357
7号公報に示されたものがある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る方探装置は、到来波の垂直方向に応じた位相差を有す
る各信号を出力する複数のアンテナ素子が配列されてい
る第1のフェーズドアレーアンテナと、この第1のフェ
ーズドアレーアンテナの各出力を導入し到来波の垂直方
向に応じた信号を各出力端子に出力する第1のレンズ
と、この第1のレンズから出力された信号の中で到来波
の垂直方向に応じた有意な信号を出力する複数の垂直検
波器と、到来波の水平方向に応じた位相差を有する各信
号を出力する複数のアンテナ素子が配列されている第2
のフェーズドアレーアンテナと、この第2のフェーズド
アレーアンテナの各出力を導入し到来波の水平方向に応
じた信号を各出力端子に出力する第2のレンズと、この
第2のレンズから出力された信号の中で到来波の水平方
向に応じた有意な信号を出力する複数の水平検波器と、
各垂直検波器の出力と各水平検波器の出力とを入力し、
これらの相関をとり、電波の到来方向を定める相関器と
を備えたものである。
【0011】また、請求項2記載の発明に係る方探装置
は、請求項1記載の発明に係る装置において、相関器
を、第1のレンズの各出力信号のうちの有意な信号が出
力された位置と第2のレンズの各出力信号のうちの有意
な信号とから到来波の方向を定め、特に、垂直方探用の
隣接する複数の検波器から有意な信号が出力された場合
には、それらの有意な信号が出力された出力端子群の位
置と、それらの検波器の個数と同数の水平方探用の隣接
する複数の有意な信号が出力された出力端子群の位置と
から到来波の方向を定めるものとしたものである。
【0012】そして、請求項3記載の発明に係る方探装
置は、請求項1記載の発明に係る装置において、さら
に、斜め方向に一列にアンテナ素子が配列されている第
3のフェーズドアレーアンテナと、この第3のフェーズ
ドアレーアンテナの各出力を導入し到来波の斜め方向に
応じた信号を各出力端子に出力する第3のレンズとを有
する構成であって、相関器を、垂直方探用の各検波器の
各出力信号のうちの有意な信号が出力された出力端子の
位置、水平方探用の各検波器の各出力信号のうちの有意
な信号が出力された出力端子の位置、および斜め方探用
の各検波器の各出力信号のうちの有意な信号が出力され
た出力端子の位置から到来波の方向を定める相関器とし
たものである。
【0013】
【作用】請求項1記載の発明における相関器は、垂直方
探用に設けられた1つのレンズの各出力のうちいずれの
出力が有意な信号であったか、すなわちどの出力端子に
有意な信号が出力されたかを判定し、かつ、水平方探用
に設けられた1つのレンズの各出力のうちいずれの出力
が有意な信号であったか、すなわちどの出力端子に有意
な信号が出力されたかを判定し、両判定に基づいて到来
波の方向を特定する。
【0014】また、請求項2記載の発明における相関器
は、到来波の周波数が低くビーム幅が広がった場合に、
すなわち垂直方探用および水平方探用の検波器のうち複
数の検波器から有意な信号が出力された場合にも、到来
波の方向を正しく特定する。
【0015】そして、請求項3記載の発明における相関
器は、さらに斜め方探用に設けられたレンズの各出力を
も導入して、複数の到来波の各方向を確実に特定する。
【0016】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の第1の実施例による方探装
置を示すブロック図である。図において、1はマルチビ
ーム垂直方探器、2はマルチビーム水平方探器、51は
マルチビーム垂直方探器1の各出力とマルチビーム水平
方探器2の各出力とに基づいて電波の到来方向を評定す
る相関器である。
【0017】マルチビーム垂直方探器1において、11
は垂直方向に配列された複数のアンテナ素子を含むフェ
ーズドアレーアンテナ(第1のフェーズドアレーアンテ
ナ)、21は各アンテナ素子の出力を導入して到来波の
垂直方向に応じた各信号を出力する垂直方探用のレンズ
(第1のレンズ)であり、レンズ21の各出力を検波す
る検波器4が設けられている。
【0018】マルチビーム水平方探器2において、12
は水平方向に配列された複数のアンテナ素子を含むフェ
ーズドアレーアンテナ(第2のフェーズドアレーアンテ
ナ)、22は各アンテナ素子の出力を導入して到来波の
水平方向に応じた各信号を出力する水平方探用のレンズ
(第2のレンズ)であり、レンズ22の各出力を検波す
る検波器4が設けられている。
【0019】次に動作について説明する。垂直方探用の
フェーズドアレーアンテナ11において、各アンテナ素
子は、到来波の垂直方向に応じた位相差を有する各信号
を出力する。そして、レンズ21は、それらの信号を導
入して、各垂直方向に対応した各出力端子のうち、その
とき受信した到来波の垂直方向に対応した出力端子に有
意な信号を出力する。従って、到来波の垂直方向に対応
した検波器4が有意な信号を出力する。この様子は、図
2における概念図101に示されている。
【0020】一方、水平方探用のフェーズドアレーアン
テナ12において、各アンテナ素子は、到来波の水平方
向に応じた位相差を有する各信号を出力する。そして、
レンズ22は、それらの信号を導入して、各水平方向に
対応した各出力端子のうち、そのときに受信した到来波
の水平方向に対応した出力端子に有意な信号を出力す
る。従って、到来波の水平方向に対応した検波器4が有
意な信号を出力する。この様子は、図2における概念図
102に示されている。
【0021】相関器51は、マルチビーム垂直方探器1
における各検波器4の出力とマルチビーム水平方探器2
における各検波器4の出力とを導入し、垂直方探側の出
力と水平方探側の出力との相関をとる。例えば、図2に
おける概念図101,102について言えば、「信号あ
り」の両部分の重複点を、電波の到来方向と特定する。
この様子は、概念図103に示されている。すなわち、
マルチビーム垂直方探器1における有意な信号を出力し
た検波器4とマルチビーム水平方探器2における有意な
信号を出力した検波器4とを特定することにより、電波
の到来方向を特定する。
【0022】実施例2.図3はこの発明の第2の実施例
による方探装置を示すブロック図である。図において、
52は、一方の方探器から複数の有意な信号が出力され
た場合にも、正しく方探を行う相関器である。
【0023】到来波の周波数が低い場合に、マルチビー
ムのビーム幅が広がる。従って、図4における概念図2
01,202について考えると、幅が広がることになる
(図4においてAで示す)。この場合には、マルチビー
ム垂直方探器1の3つの検波器4から有意な信号が出力
されたことに対応する。また、そのうちの2つは、隣接
する垂直方向のそれぞれに対応したものである。
【0024】一方、マルチビーム水平方探器2の3つの
検波器からも有意な信号が出力されている。また、その
うちの2つは、隣接する水平方向のそれぞれに対応した
ものである。そこで、相関器52は、図4について言う
と、概念図201,202における幅が同じとなってい
る両部分の交点を、電波の到来方向と特定する。この様
子は、概念図203に示されている。この場合には、2
つの方向が特定される。1つは周波数の低い方に対応し
た電波源の方向であり、他の1つは周波数の高い方に対
応した電波源の方向である。
【0025】すなわち、相関器52は、マルチビーム垂
直方探器1における隣接した複数の検波器4が有意な信
号を出力した場合には、マルチビーム水平方探器2にお
ける隣接した同じ数の検波器4が有意な信号を出力して
いるときに、2つの検波器群に対応した方向(垂直方向
と水平方向)を特定することにより、電波の到来方向を
特定する。
【0026】このように、周波数が異なっていれば、2
つ以上の電波が完全に同一パルス幅となって重なりあっ
て到来した場合でも、それぞれの到来方向を正しく評定
できる。
【0027】実施例3.図5はこの発明の第3の実施例
による方探装置を示すブロック図である。図において、
3はマルチビーム斜め方探器である。マルチビーム斜め
方探器3において、13は斜め方向(垂直方探器におけ
る配列または水平方探器における配列から一定の角度を
有する方向)に一列に配列されたアンテナ素子を含むフ
ェーズドアレーアンテナ(第3のフェーズドアレーアン
テナ)、23は各アンテナ素子の出力を導入して到来波
の斜め方向に応じた各信号を出力する斜め方探用のレン
ズ(第3のレンズ)であり、レンズ23の各出力を検波
する検波器4が設けられている。
【0028】この場合には、相関器53は、マルチビー
ム斜め方探器3の各出力をも導入している。第1の実施
例または第2の実施例によれば、2つの電波源からの到
来波が同一周波数であって、完全に同一パルス幅で重な
りあって到来すると、図6の概念図304に示すよう
に、4つの到来方向が特定される。
【0029】しかし、この場合には、垂直方向および水
平方向以外の斜め方向についての方探がマルチビーム斜
め方探器3で行われている。従って、マルチビーム斜め
方探器3における到来波の斜め方向にそれぞれ対応した
2つの検波器4が、有意な信号を出力する。この様子
は、図6における概念図303に示されている。
【0030】相関器53は、図6について言えば、それ
ぞれの概念図301,302,303における「信号あ
り」の各部分の重複点を、電波の到来方向と特定でき
る。この様子は、概念図305に示されている。
【0031】すなわち、相関器53は、マルチビーム垂
直方探器1における有意な信号を出力した検波器4とマ
ルチビーム水平方探器2における有意な信号を出力した
検波器4とで特定された到来方向のうち、マルチビーム
斜め方探器3における有意な信号を出力した検波器4に
よって特定される斜め方向と一致するもののみを真の到
来方向とする。
【0032】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、到来波の垂直方向に応じた位相差を有する各信号
を出力する複数のアンテナ素子が配列されている第1の
フェーズドアレーアンテナの各出力を導入し、到来波の
垂直方向に応じた信号を第1のレンズにより各出力端子
に出力し、この第1のレンズから出力された信号の中で
到来波の垂直方向に応じた有意な信号を複数の垂直検波
器により出力し、到来波の水平方向に応じた位相差を有
する各信号を出力する複数のアンテナ素子が配列されて
いる第2のフェーズドアレーアンテナの各出力を導入
し、到来波の水平方向に応じた信号を第2のレンズによ
り各出力端子に出力し、この第2のレンズから出力され
た信号の中で到来波の水平方向に応じた有意な信号を複
数の水平検波器により出力し、この有意な信号を出力し
た垂直方探用の第1のレンズの出力端子位置と水平方探
用の第2のレンズの出力端子位置とから相関器により到
来波の方向を定めるような構成としたので、レンズの枚
数、アンテナ素子および検波器の個数が削減され、小型
で低価格のものが得られる効果がある。
【0033】また、請求項2記載の発明によれば、方探
装置を、垂直方探用および水平方探用のレンズにおい
て、隣接する複数の出力端子が有意な信号を出力した場
合に、それらの出力端子群の位置に基づいて到来波の方
向を定めるような構成としたので、周波数の異なる複数
の到来波を受信した場合にも、正しく各到来波の方向を
定めうるものが得られる効果がある。
【0034】そして、請求項3記載の発明によれば、方
探装置を、有意な信号を出力した垂直方探用の第1のレ
ンズの出力端子位置、水平方探用の第2のレンズの出力
端子位置および斜め方探用の第3のレンズの出力端子位
置から到来波の方向を定めるような構成としたので、複
数の到来波を受信した場合にも、確実に各到来波の方向
を定めうるものが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による方探装置を示す
ブロック図である。
【図2】図1に示したものの動作を説明するための説明
図である。
【図3】この発明の第2の実施例による方探装置を示す
ブロック図である。
【図4】図3に示したものの動作を説明するための説明
図である。
【図5】この発明の第3の実施例による方探装置を示す
ブロック図である。
【図6】図5に示したものの動作を説明するための説明
図である。
【図7】従来の方探装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
11 フェーズドアレーアンテナ(第1のフェーズドア
レーアンテナ) 12 フェーズドアレーアンテナ(第2のフェーズドア
レーアンテナ) 13 フェーズドアレーアンテナ(第3のフェーズドア
レーアンテナ) 21 垂直方探用のレンズ(第1のレンズ) 22 水平方探用のレンズ(第2のレンズ) 23 斜め方探用のレンズ(第3のレンズ) 51,52,53 相関器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/00 - 3/86 G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電波の到来方向を探知する方探装置にお
    いて、到来波の垂直方向に応じた位相差を有する各信号
    を出力する複数のアンテナ素子が配列されている第1の
    フェーズドアレーアンテナと、この第1のフェーズドア
    レーアンテナの各出力を導入し到来波の垂直方向に応じ
    た信号を各出力端子に出力する第1のレンズと、この第
    1のレンズから出力された信号の中で到来波の垂直方向
    に応じた有意な信号を出力する複数の垂直検波器と、到
    来波の水平方向に応じた位相差を有する各信号を出力す
    る複数のアンテナ素子が配列されている第2のフェーズ
    ドアレーアンテナと、この第2のフェーズドアレーアン
    テナの各出力を導入し到来波の水平方向に応じた信号を
    各出力端子に出力する第2のレンズと、この第2のレン
    ズから出力された信号の中で到来波の水平方向に応じた
    有意な信号を出力する複数の水平検波器と、上記各垂直
    検波器の出力と上記各水平検波器の出力とを入力し、こ
    れらの相関をとり、電波の到来方向を定める相関器とを
    備えたことを特徴とする方探装置。
  2. 【請求項2】 相関器は、第1のレンズの隣接する複数
    の出力端子から有意な信号が出力された場合には、それ
    らの出力端子の位置と、それらの信号の個数と同数の第
    2のレンズの隣接する複数の有意な信号を出力した出力
    端子の位置とから到来波の方向を定める請求項1記載の
    方探装置。
  3. 【請求項3】 到来波の方向を探知する方探装置におい
    て、垂直方向にアンテナ素子が配列されている第1のフ
    ェーズドアレーアンテナと、この第1のフェーズドアレ
    ーアンテナの各出力を導入し到来波の垂直方向に応じた
    信号を各出力端子に出力する第1のレンズと、水平方向
    にアンテナ素子が配列されている第2のフェーズドアレ
    ーアンテナと、この第2のフェーズドアレーアンテナの
    各出力を導入し到来波の水平方向に応じた信号を各出力
    端子に出力する第2のレンズと、斜め方向に一列にアン
    テナ素子が配列されている第3のフェーズドアレーアン
    テナと、この第3のフェーズドアレーアンテナの各出力
    を導入し到来波の斜め方向に応じた信号を各出力端子に
    出力する第3のレンズと、前記第1のレンズの各出力信
    号のうち有意な信号、前記第2のレンズの各出力信号の
    うち有意な信号および前記第3のレンズの各出力信号の
    うち有意な信号が出力された出力端子の位置から電波の
    到来方向を定める相関器とを備えたことを特徴とする方
    探装置。
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