JP3239016B2 - レーダ装置 - Google Patents
レーダ装置Info
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- JP3239016B2 JP3239016B2 JP11297394A JP11297394A JP3239016B2 JP 3239016 B2 JP3239016 B2 JP 3239016B2 JP 11297394 A JP11297394 A JP 11297394A JP 11297394 A JP11297394 A JP 11297394A JP 3239016 B2 JP3239016 B2 JP 3239016B2
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Description
のレーダ装置に関するものである。
ナ斜視図で図11(b)はレーダ装置構成図である。図
11(b)において1は平面で構成され、レーダ断面積
低減の目的でアレイ面の法線方向を目標方向に対して一
定角度θ[度]だけオフセットしたアレイアンテナで、
2は構造用基体、31〜3nは上記構造用基体に沿って
配列されたn個の素子、4はビーム制御器、5は励振受
信機、6は信号処理器である。
にて発生した送信信号はアレイアンテナ1の構造用基体
2に沿って配列された素子31 〜3n より送信され、目
標により反射した信号が、同アレイアンテナによりビー
ム制御器4により指示されたビーム指向性にて受信さ
れ、励振受信機5を経て、信号処理器6より目標信号等
を出力する。
ることによりアンテナ利得が低下するので、ここではレ
ーダ装置のビーム走査範囲をアンテナ利得が正面方向走
査時に対して1/2になるまでの角度範囲と定義する。
アンテナ利得はビーム走査方向に垂直な面へのアンテナ
アレイ面の投影面積に比例するので、平面アレイアンテ
ナでは、ビーム走査角をφ[度]とするとアンテナ利得
はcosφに比例し、図2に示すように±60[度]ま
でビーム走査可能であることになる。
のオフセット角θ[度]とレーダ断面積σ[m2 ]の関
係は、
[m],アンテナ幅b=1[m],周波数10[GH
z]の場合の試算結果である。この例では、破線で示す
ように平板状のアレイアンテナのオフセット角θ=10
[度]以上にすれば、自機の機軸方向にいる相手レーダ
装置から見たレーダ断面積をσ=10[m2 ]以下にで
きることがわかる。
上のようにアレイアンテナが平面で構成されているため
に、図2の破線に示すように±60[度]以上の広角ビ
ーム走査時にアンテナ利得が著しく低下し、また図4の
破線に示すようにアレイアンテナのオフセット角を大き
くとるほどレーダ断面積を低減することはできるが、そ
れに応じてアンテナ利得が低下してしまうという問題点
があった。
してオフセットさせていない曲面形状のアレイアンテナ
のビーム走査による交差偏波の発生概念図である。図5
(a)に示すように、半球面状アレイアンテナを正面方
向(φ=0[度])にて各素子の偏波方向を合わせて
も、ビーム走査時(φ=45[度]、90[度])には
図5(b)及び図5(c)に示すような交差偏波成分が
発生する。一般的に、目標をモノパルス測角処理にて追
尾をする際には交差偏波対主偏波比が約―30[dB]
以下であることが要求されるが、従来のレーダ装置では
上記交差偏波成分の発生によりその要求を満足できず、
モノパルス測角ができないという問題点があった。
ためになされたもので、アレイアンテナを曲面形状にす
ることにより±60[度]以上の広角ビーム走査を可能
にし、平面アレイアンテナ時に比べて小さなオフセット
角にてアンテナ利得を大きく低下させずにレーダ断面積
を低減することのできるレーダ装置を得ることを目的と
する。
えたレーダ装置において、アレイアンテナ正面方向(φ
=0[度])で偏波を合わせた場合、ビーム走査した際
に問題となる、交差偏波特性の劣化を防ぐことにより、
所望のビーム走査角においてモノパルス測角の可能な低
レーダ断面積のレーダ装置を得ることを目的とする。
装置は、レーダ断面積低減の目的でアレイアンテナを目
標方向に対して一定角度θ[度]だけオフセットさせる
レーダ装置において、アレイアンテナを曲面形状にて構
成したものである。
ンテナを円柱形状または円柱の一部により構成される構
造基体と、その側面に沿って配列された複数個の素子と
で構成し、偏波方向を円柱の軸方向に合わせたものであ
る。
を、開口長D[m]、曲率半径R[m]の球面形状また
は球面形状の一部により構成される構造用基体と、その
球面に沿って配列された複数個の素子とで構成し、アレ
イアンテナの曲率半径をD/R≦0.45となるように
選んだものである。
ナを曲面形状にしたことにより、±60[度]以上の広
角ビーム走査が可能になる。また、平面アンテナに比べ
て小さなオフセット角で機軸方向にいる目標から見たレ
ーダ断面積を所望の値に低減させることが出来る。
の軸方向に偏波方向を合わせることにより、アンテナを
曲面にした際に問題となるビーム走査時の交差偏波特性
の劣化を防ぐことができる。
アレイアンテナを球面または球面の一部の形状にした際
に、アンテナ開口径とアンテナ曲率の比をD/R≦0.
45となるように選ぶことによって、φ=60[度]ビ
ーム走査時でも、一般的にモノパルス測角処理をするた
めに必要な交差偏波対主偏波比、約−30[dB]以下
を満足することができる。
て説明する。図1(a)は航空機搭載用レーダのアンテ
ナ斜視図、図1(b)はレーダ装置構成図であり、1は
半円柱で構成されたアレイアンテナで、図1に示すよう
に低レーダ断面積化の目的で目標方向に対して一定角度
θ[度]だけオフセットしている。2は構造用基体、3
1 〜3n は上記構造用基体に沿って配列されたn個の素
子、4はビーム制御器、5は励振受信機、6は信号処理
器である。
振受信機にて発生し、アレイアンテナ1の構造用基体2
に沿って配列された素子31 〜3n により送信され、目
標にて反射し、アレイアンテナにてビーム制御器4によ
り与えられた位相情報に基づくビーム指向性にて受信さ
れ、励振受信機5を経て、信号処理器6より目標信号を
出力する。
得が正面方向(φ=0[度])走査時に対して1/2に
なるまでの角度範囲と定義すると、アンテナ利得はビー
ム走査方向に垂直な面へのアンテナアレイ面の投影面積
に比例するので、ビーム走査角をφ[度]とすると(1
+cosφ)/2に比例し、図2の実線に示すように、
半円柱アレイアンテナでは±90[度]までビーム走査
可能であることがわかる。
側面のオフセット角θ[度]に対するレーダ断面積σ
[m2 ]は、
柱の高さ1[m]、周波数[10GHz]の場合につい
て試算した結果を図4に示す。円柱形状のアレイアンテ
ナを目標方向に対してθ=10[度]オフセットさせた
場合、図4の実線で示すようにレーダ断面積はσ=0.
1m2 以下になり、同一オフセット角で同一投影面積の
平面アレイアンテナの場合と比較してレーダ断面積を著
しく低下させることが可能である。従ってアレイアンテ
ナを曲面形状にて構成することにより、アンテナ利得の
劣化が少ない低レーダ断面積のレーダ装置を得ることが
できる。
装置を用いたが、これに限定したものではなく、艦船、
ミサイル、陸上用車両、衛星、地上レーダサイト、その
他の建築物等の構造物の外側であっても良いし、形状に
ついても球面、円錐等の一部またはこれらを複合した形
状の曲面の一部または複数箇所であってもよい。
円柱形状または円柱の一部により構成される構造用基体
と、その側面に沿って配列された複数個の素子とで構成
し、正面方向にて円柱の軸方向に偏波方向を合わせた第
2の実施例のアンテナ斜視図で図6(b)はレーダ装置
構成図であり、1は円柱形状または円柱形状の一部で構
成されたアレイアンテナで、図6(b)に示すように、
レーダ断面積低減の目的で目標方向に対して一定角度θ
[度]だけオフセットしている。2は構造用基体、31
〜3n は上記構造用基体に沿って配列されたn個の素
子、4はビーム制御器、5は励振受信機、6は信号処理
器である。
振受信機にて発生し、アレイアンテナ1の構造用基体2
に沿って配列された素子31 〜3n により送信され、目
標にて反射し、アレイアンテナにてビーム制御器4によ
り与えられた位相情報に基づくビーム指向性にて受信さ
れ、励振受信機5を経て、信号処理器6より目標信号を
出力する。
偏波方向を円柱の軸方向に合わせなかった場合のビーム
走査の概念図で、図7(a)に示すようにφ=0[度]
方向で偏波を円柱の軸方向に合わせないと、図7(b)
及び図7(c)に示すようにビーム走査することにより
交差偏波成分が現れることがわかる。図8はφ=0(図
8(a))で円柱の軸方向に偏波を合わせた場合の概念
図で、図8(b)及び図8(c)に示すように、この場
合はφ方向へのビーム走査による交差偏波成分は発生し
ないことがわかる。
状のアレイアンテナを使用したがこれに限定したもので
はなく、艦船、ミサイル、陸上用車両、衛星、地上レー
ダサイト、その他の建築物等の構造物の外側であっても
良い。
を、開口長D[m]、曲率半径R[m]の球面形状また
は球面形状の一部により構成される構造基体と、その側
面に沿って配列された複数個の素子とで構成し、アレイ
面の曲率をD/R≦0.45となるようにした第3の実
施例のアンテナ斜視図で図9(b)はレーダ装置の構成
図であり、1はアレイ面の曲率をD/R≦0.45とな
るようにした曲面形状で構成されたアレイアンテナで、
図9(b)に示すようにレーダ断面積低減の目的で目標
方向に対して一定角度θ[度]だけオフセットしてい
る。2は構造用基体、31 〜3n は上記構造用基体に沿
って配列されたn個の素子、4はビーム制御器、5は励
振受信機、6は信号処理器である。
振受信機にて発生し、アレイアンテナ1の構造用基体2
に沿って配列された素子31 〜3n により送信され、目
標にて反射し、アレイアンテナにてビーム制御器4によ
り与えられた位相情報に基づくビーム指向性にて受信さ
れ、励振受信機5を経て、信号処理器6より目標信号を
出力する。
D/Rと交差偏波成分のピーク値の関係を試算したもの
である。図10からわかるようにビーム走査範囲を±6
0[度]としたとき交差偏波成分のピーク値を−30
[dB]以下にするために必要なアンテナ径対アンテナ
曲率比はD/R≦0.45ということになる。ただし、
D/Rが小さくなるほど平面形状に近くなりビーム走査
範囲が狭くなるので、±60[度]以上の広域ビーム走
査時にモノパルス測角を行うためにはD/R=0.45
にすることが望ましい。
状のアレイアンテナを使用したがこれに限定したもので
はなく、艦船、ミサイル、陸上用車両、衛星、地上レー
ダサイト、その他の建築物等の構造物の外側であっても
良い。
ダ断面積低減の目的でアレイアンテナを目標方向に対し
て一定角度θ[度]だけオフセットさせる際に、アレイ
面を曲面形状することにより、平面アレイアンテナに比
べて小さなオフセット角にて所望のレーダ断面積に低減
することができ、また±60[度]以上の広角ビーム走
査の可能な低レーダ断面積のレーダ装置を得ることが可
能である。
テナを曲面状にした際に問題となる交差偏波特性の劣化
を防ぎ、モノパルス側角の可能な低レーダ断面積のレー
ダ装置を得ることが可能である。
ンテナ斜視図およびレーダ装置構成図である。
囲の比較図である。
る。
積σ計算値の比較図である。
念図である。
ンテナ斜視図およびレーダ装置の構成図である。
方向に偏波を合わせなかった際の交差偏波発生概念図で
ある。
方向に偏波を合わせた際の概念図である。
ンテナ斜視図およびレーダ装置の構成図である。
交差偏波成分のピーク値の関係を示す図である。
ーダ装置の構成図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 複数個の素子が構造用基体に配列され、
レーダ断面積低減の目的でアレイ面の法線方向を目標方
向に対して一定角度オフセットさせたアレイアンテナ
と、送信信号を発生し、受信信号を処理する励振受信機
と、上記受信信号から目標信号を検出する信号処理器
と、アレイアンテナが所望の指向性を持つように各素子
に位相情報を与えるビーム制御器により構成され、アレ
イ面を円柱形状または円柱形状の一部にすることを特徴
とするレーダ装置。 - 【請求項2】 素子の偏波方向を円柱の軸方向に合わせ
ることを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。 - 【請求項3】 複数個の素子が構造用基体に配列され、
レーダ断面積低減の目的で目標方向に対して一定角度オ
フセットさせたアレイアンテナと、送信信号を発生し、
受信信号を処理する励振受信機と、上記受信信号から目
標信号を検出する信号処理器と、アレイアンテナが所望
の指向性を持つように各素子に位相情報を与えるビーム
制御器により構成され、レーダ断面低減の目的でアレイ
面をアンテナ開口長D[m]、アレイ面の曲率半径R
[m]の球面形状または球面形状の一部により構成し、
かつ交差偏波のピーク値を所望の大きさ以下とすること
を目的としてアンテナ開口長とアレイ面の曲率半径の比
をD/R≦0.45に選んだことを特徴とするレーダ装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11297394A JP3239016B2 (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | レーダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11297394A JP3239016B2 (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | レーダ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07321546A JPH07321546A (ja) | 1995-12-08 |
JP3239016B2 true JP3239016B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=14600203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11297394A Expired - Lifetime JP3239016B2 (ja) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | レーダ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3239016B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2013238462A (ja) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | Toshiba Corp | 空中線装置 |
CN113064173A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-07-02 | 中国气象局气象探测中心 | 一种球形双偏振相控阵天气雷达 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57132405A (en) * | 1981-02-10 | 1982-08-16 | Mitsubishi Electric Corp | Array antenna |
JPH02272806A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-07 | Mitsubishi Electric Corp | アレーアンテナ |
JPH0783206B2 (ja) * | 1989-08-10 | 1995-09-06 | 三菱電機株式会社 | アレーアンテナ励振方法 |
-
1994
- 1994-05-26 JP JP11297394A patent/JP3239016B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07321546A (ja) | 1995-12-08 |
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