JP3437735B2

JP3437735B2 - 移動目標検出レーダ装置

Info

Publication number: JP3437735B2
Application number: JP04381997A
Authority: JP
Inventors: 勉渡部; 大平中田; 成三上
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-02-27
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2017-02-27
Also published as: JPH10239430A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機等の移動体
に搭載される移動目標検出レーダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、航空機等に搭載される移動目標
検出レーダ装置にあっては、アレイアンテナを用いて、
ＤＰＣＡ（ディスプレイスド・フェイズ・センタ・アン
テナ）処理により、固定目標（クラッタ）からのレーダ
エコーを除去し、移動目標からのレーダエコーのみを検
出することで、移動目標を検出するようにしている。こ
こで、ＤＰＣＡ処理とは、地上レーダにおけるＭＴＩ
（ムービング・ターゲット・インディケーション）処理
と同様の処理を意味する。

【０００３】ところで、移動体に搭載されるレーダ装置
では、アンテナ自体が移動することによる、アンテナと
固定目標間の相対速度成分を除去する必要がある。アン
テナと固定目標間の相対速度成分を除去する手法として
一般に用いられている手法を図１０に示す。

【０００４】レーダ装置は、所定の繰り返し周期（ＰＲ
Ｉ）で送信パルスを送出し、目標からの反射信号（受信
エコー）を受信することにより、目標の有無や位置情報
等を得ることができる。受信エコーには、目標からの反
射波の他に地面や海面などの固定物標からの反射波（ク
ラッタ）が混在しており、目標信号を抽出するために
は、このクラッタ成分を除去する必要がある。

【０００５】図１０はレーダ装置における送信及び受信
のタイミングを示すもので、（ａ）は送信波、（ｂ）は
受信波を示している。一般にレーダ装置では、時間Ｔ＝
０の第１の送信波と時間Ｔ＝Ｔ１の第２の送信波のそれ
ぞれの受信エコーを用いて減算処理することにより、固
定目標からの反射信号成分を除去するようにしている。
このとき、移動している目標はレーダ装置と目標間の相
対距離が異なるため、第１と第２の送信波からなる受信
信号の位相成分が偏移するようになり、上記の減算処理
によっても除去されない。

【０００６】但し、この場合には第１と第２の送信波に
おけるレーダ装置と固定目標間の距離が同じでなければ
ならないが、例えば航空機に搭載されたレーダ装置にお
いては、航空機が飛行することによってレーダ・プラッ
トホームが移動する。

【０００７】そこで、従来の移動体搭載用レーダ装置で
は、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、第１
の送受信と第２の送受信を行うアンテナ開口として、第
１の送受信開口と第２の送受信開口を進行方向に対して
別々の位置に形成し、各開口と固定目標間の相対距離を
一定に保つことでレーダの移動成分をキャンセルする方
法が用いられている。

【０００８】すなわち、図１１（ａ），（ｂ）は、レー
ダ・プラットホームが図中右側に速度ｖで移動する場合
を示している。図１１（ａ）では、時間Ｔ＝０で第１の
送受信開口から第１の送信波が送信され（位相中心Ｒ
_T ）、固定目標から反射された後、時間Ｔ＝ｔ１に第１
の送受信開口（位相中心Ｒ_R ）で受信される。第１の送
受信開口の位相中心と固定目標間の送受信における距離
はｌ_T ＋ｌ_R で表される。

【０００９】図１１（ｂ）では、第２の送信波が時間Ｔ
＝Ｔ１で第２の送受信開口から送信され（位相中心Ｌ
_T ）、固定目標から反射された後、時間Ｔ＝Ｔ１＋ｔ１
で第２の送受信開口（位相中心Ｌ_R ）で受信される。第
２の送受信開口の位相中心と固定目標間の送受信間距離
はｌ_T ’＋ｌ_R ’で表される。

【００１０】ここで、第１の送受信開口と第２の送受信
開口の位相中心の間隔をａとすると、レーダと固定目標
における第１と第２の送受信間の距離を一定（ｌ_T ＋ｌ
_R ＝ｌ_T ’＋ｌ_R ’）とするには下式を満足する必要が
ある。ａ＝ｖ・Ｔ１ …（１）（１）式から、レーダ・プラットホームの移動速度
（ｖ）とＰＲＩ（Ｔ１）の積が第１の送受信開口と第２
の送受信開口の位相中心の間隔ａに近いほど、固定目標
からの受信成分を効果的に除去することができることが
わかる。

【００１１】図１２は図１１の応用例を示している。す
なわち、図１１ではアンテナ開口として第１の送受信開
口と第２の送受信開口の２つの開口を有する場合の例を
示したが、図１２ではアンテナ開口として送信開口、第
１の受信開口及び第２の受信開口の３つを有する場合を
示している。

【００１２】図１２でもレーダ装置のプラットホームが
図中右側に速度ｖで移動する場合を示している。図１２
（ａ）では、時間Ｔ＝０で送信開口から第１の送信波が
送信され（位相中心Ｃ_T ）、固定目標から反射された
後、時間Ｔ＝ｔ１で第１の受信開口（位相中心Ｒ_R ）で
受信される。第１の受信開口の位相中心と固定目標間の
送受信間距離はｌ_T ＋ｌ_R で表される。

【００１３】図１２（ｂ）では、第２の送信波が時間Ｔ
＝Ｔ１で送信開口から送信され（位相中心Ｃ_T ）、固定
目標から反射された後、時間Ｔ＝Ｔ１＋ｔ１で第２の受
信開口（位相中心Ｌ_R ）で受信される。第２の受信開口
の位相中心と固定目標間の送受信間距離はｌ_T ’＋ｌ
_R ’で表される。

【００１４】送信開口と第１の受信開口、送信開口と第
２の受信開口、第１の受信開口と第２の受信開口の位相
中心の間隔をそれぞれｂ，ｃ，２ａ’とすると、２ａ’
＝ｂ＋ｃの関係となる。送信開口から送信波が送信さ
れ、目標物により反射されて第１の受信開口または第２
の受信開口で受信されるまでのアンテナ開口の移動距離
（図１２（ａ）のＣ_T ，Ｃ_R ）をｄとすると，レーダ装
置と固定目標における第１と第２の送受信間の距離を一
定（ｌ_T ＋ｌ_R ＝ｌ_T ’＋ｌ_R ’）とするには下式を満
足する必要がある。ｂ＋ｄ＝ｃ−ｄ＝ｖ・Ｔ１ …（２）一般に（２）式は近似的に下式に置き換えられる。２ａ’＝２ｖ・Ｔ１ …（３）（３）式より、レーダ・プラットホームの移動速度
（ｖ）とＰＲＩ（Ｔ１）の積の２倍が第１の受信開口と
第２の受信開口の位相中心の間隔の半分ａ’に近いほ
ど、固定目標からの受信成分を効果的に除去することが
できることがわかる。

【００１５】特に、図１２の構成では、送信開口を第１
及び第２の受信開口より大きくすることができるため、
特に送受信モジュールをアンテナ開口に配列したアクテ
ィブ・フェーズドアレイの場合に、送信尖頭電力及び送
信利得を大きくすることができ、電力効率の面で極めて
有効である。

【００１６】但し、上述の従来方式では、第１及び第２
の送受信開口または受信開口の位相中心の間隔ａまたは
２ａ’を可変にすることは困難である。このため、通常
は航空機の飛行速度を一定に保つか、もしくは飛行速度
に応じてＰＲＩを制御するようにしている。

【００１７】しかしながら、ＰＲＩを可変にすると、ア
ンビギュイティの生じない距離範囲が十分取れなくなる
等の制約が生じる可能性がある。また、ＭＴＩによる固
定目標エコーを除去するためのフィルタ特性も変化して
しまう。

【００１８】例えば、微速目標（固定目標（クラッタ）
との速度差が小さい目標）を検出する場合では、微速目
標のドップラ周波数が小さいため、固定目標からのドッ
プラ成分と近接している。したがって、固定目標からの
受信成分を除去し、微速目標からの受信成分を抽出する
には、ＭＴＩフィルタの遮断領域の最適化を図る必要が
ある。このような微速目標検出処理に対してＰＲＩを変
更すると、その変更毎にＭＴＩフィルタの周波数特性が
変わるため、常に所望のフィルタの周波数特性を保つこ
とが困難となる。

【００１９】以上のことから、ＰＲＩ制御を行う場合に
はレーダ性能上の制約が生じることとなる。また、飛行
速度を一定にするのは、気象条件や機体性能等に制約が
生じるため、必ずしも有効な手法とは言えない。

【００２０】ところで、第１の送受信開口と第２の送受
信開口を形成するための手法としては、図１３に示す構
成が知られている（ SKOLNIK，“RADAR HANDBOOK”，P1
6.8〜P16.4 参照）。

【００２１】図１３において、１１はｎ個のアンテナ素
子Ｔ１〜Ｔｎを被搭載機の進行方向に配列してなるアレ
イアンテナ、１２はスイッチ・ネットワーク回路であ
る。スイッチ・ネットワーク回路１２は、開口切換の指
示が第１の送受信開口を示すとき、アンテナ素子Ｔｊ〜
Ｔｎを分配合成器１３に接続し、残りのアンテナ素子Ｔ
１〜Ｔ（ｊ−１）を終端器１４１〜１４（ｊ−１）に接
続することで第１の送受信開口を形成する。また、開口
切換の指示が第２の送受信開口を示すとき、アンテナ素
子Ｔ１〜Ｔｋを分配合成器１３に接続し、残りのアンテ
ナ素子Ｔ（ｋ＋１）〜Ｔｎを終端器１４（ｋ＋１）〜１
４ｎに接続することで第２の送受信開口を形成する。

【００２２】送信時において、送信機２１からの送信信
号は、サーキュレータ２２を介して分配合成器１３によ
りｋ分配され、スイッチ・ネットワーク回路１２により
アンテナ素子Ｔｊ〜Ｔｎ（第１の送受信開口）またはＴ
１〜Ｔｋ（第２の送受信開口）に選択的に入力され送信
される。スイッチ・ネットワーク回路１２では、第１及
び第２の送受信タイミングに合わせられた開口切換指示
に応じて第１または第２の送受信開口への切換制御を行
う。

【００２３】受信において、アンテナ素子Ｔｊ〜Ｔｎ
（第１の送受信開口）またはＴ１〜Ｔｋ（第２の送受信
開口）で受信された受信信号はスイッチ・ネットワーク
回路１２により選択的に分配合成器１３に供給され、Ｒ
Ｆ合成される。

【００２４】このとき、第１の送受信開口（アンテナ素
子：Ｔｊ〜Ｔｎ）に切換制御されている場合は、アンテ
ナ素子Ｔ１〜Ｔ（ｊ−１）は終端器１４１〜１４（ｊ−
１）に接続される。また、第２の送受信開口（アンテナ
素子：１１〜１ｋ）に切換制御されている場合は、アン
テナ素子Ｔ（ｋ＋１）〜Ｔｎは終端器１４（ｋ＋１）〜
１４ｎに接続される。

【００２５】上記分配合成器１３によってＲＦ合成され
た信号はサーキュレータ２２を介し、受信機２３で周波
数変換及び増幅される。第１及び第２の送受信を繰り返
すことで、第１の送受信開口で受信したエコーと第２の
送受信開口で受信したエコーは、ＰＲＩタイミング信号
に合わせて切換器２４の出力ポートを切り換えること
で、それぞれ第１の受信信号、第２の受信信号としてＤ
ＰＣＡ処理器２５に供給される。

【００２６】このＤＰＣＡ処理器２５は、第１及び第２
の受信信号のＤＰＣＡ処理によって固定目標からの受信
成分（クラッタ成分）を除去する。これによって得られ
た受信信号は、移動目標表示装置２６で表示される。

【００２７】以上説明したように、航空機等に搭載され
るレーダ装置においては、移動目標を検出するために固
定目標からの受信エコーを除去する手法としてＤＰＣＡ
処理が行われる。アレイアンテナの場合、図１３に示し
たように、物理的にアンテナ開口を第１及び第２の開口
に切り換えながら、第１及び第２の送受信を行う。

【００２８】このようにアンテナ開口の位相中心を物理
的に切り替える手法では、第１と第２の送受信開口の位
相中心の間隔ａが固定である。このため、レーダ装置の
パルス繰り返し周期を固定とすれば、航空機の飛行速度
に制約が生じてしまう。また、レーダ装置のパルス繰り
返し周期を可変制御する場合でも、レンジ・アンビギュ
イティが生じたり、微速目標の検出ができなくなるとい
ったレーダ性能上の制約が生じてしまう。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の移動目標検出レーダ装置では、物理的にアンテナ開
口の位相中心を切り換えることによってＤＰＣＡ処理を
行っていたため、搭載母機の飛行速度を所定の値で一定
とするか、飛行速度毎にパルス繰り返し周期を同期させ
て変更する必要があった。

【００３０】飛行速度を一定とする場合には、気象条件
や機体条件等に制約が生じる。また、パルス繰り返し周
期を可変にする場合は、レンジ・アンビギュイティの生
じない距離範囲が狭くなったり、微速目標検出性能が劣
化する等によるレーダ性能への制約が生じる。

【００３１】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、パルス繰り返し周期を固定したままで、
搭載母機の飛行速度によらず、安定に固定目標からの受
信エコーを抑圧することができ、確実に移動目標の受信
エコーを判別することができる移動目標検出レーダ装置
を提供することを目的とする。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明に係る移動目標検出レーダ装置は、以下のよ
うな構成とする。（１）移動体搭載用の移動目標検出レーダ装置におい
て、位相中心位置の異なる少なくとも第１、第２、第３
のアンテナ開口を有するアレイアンテナと、前記第１、
第２のアンテナ開口で受信された受信信号の振幅を制御
し加算することにより位相中心の位置を制御した第１の
受信信号を得る第１の受信処理手段と、前記第２、第３
のアンテナ開口で受信された受信信号の振幅を制御し加
算することにより位相中心の位置を制御した第２の受信
信号を得る第２の受信処理手段と、前記第１、第２の受
信信号の一方を送信パルス繰り返し時間分遅延させ、他
方の受信信号から減算することで、固定目標からのレー
ダエコー成分を抑圧する固定目標成分抑圧手段とを具備
する構成とする。

【００３３】（２）（１）の構成において、前記第１の
受信処理手段は、前記第１、第２のアンテナ開口で受信
した受信信号をディジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ直交検
波後に振幅及び位相調整し、前記第２の受信処理手段
は、前記第２、第３のアンテナ開口で受信した受信信号
をディジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ直交検波後に振幅及
び位相調整する構成とする。

【００３４】（３）（１）の構成において、前記アレイ
アンテナは、前記第３のアンテナ開口を前記第１及び第
２のアンテナ開口が包含されるように形成し、送信開口
として共有する構成とする。

【００３５】（４）（１）の構成において、前記固定目
標成分抑圧手段は、パルス繰り返し周期から前記第１、
第２の受信信号の少なくとも一方の振幅を補正して位相
中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００３６】（５）（１）の構成において、前記固定目
標成分抑圧手段は、被搭載移動体の速度から前記第１、
第２の受信信号の少なくとも一方の振幅を制御すること
により、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方の
位相中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００３７】（６）（１）の構成において、前記固定目
標成分抑圧手段は、移動目標の位置に応じて、前記第
１、第２の受信信号の少なくとも一方の振幅を制御する
ことにより、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一
方の位相中心位置を補正する補正手段を備える構成とす
る。

【００３８】（７）（１）の構成において、前記固定目
標成分抑圧手段は、レンジセルに応じて、前記第１、第
２の受信信号の少なくとも一方の振幅を制御することに
より、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方の位
相中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００３９】（８）移動体搭載用の移動目標検出レーダ
装置において、位相中心の位置の異なる少なくとも第
１、第２、第３及び第４のアンテナ開口を有するアレイ
アンテナと、前記第１、第２のアンテナ開口で受信され
た受信信号の振幅を制御し加算することにより位相中心
の位置を制御した第１の受信信号を得る第１の受信処理
手段と、前記第３、第４のアンテナ開口で受信された受
信信号の振幅を制御し加算することにより位相中心の位
置を制御した第２の受信信号を得る第２の受信処理手段
と、前記第１、第２の受信信号の一方を送信パルス繰り
返し時間分遅延させ、他方の受信信号から減算すること
で、固定目標からのレーダエコー成分を抑圧する固定目
標成分抑圧手段とを具備する構成とする。

【００４０】（９）（８）の構成において、前記第１の
受信処理手段は、前記第１、第２のアンテナ開口で受信
した受信信号をディジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ直交検
波後に振幅及び位相調整し、前記第２の受信処理手段
は、前記第３、第４のアンテナ開口で受信した受信信号
をディジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ直交検波後に振幅及
び位相調整する構成とする。

【００４１】（１０）（８）の構成において、前記アレ
イアンテナは、さらに前記第１、第２、第３及び第４の
アンテナ開口を包含する第５のアンテナ開口を形成し、
この第５のアンテナ開口を送信開口とすることを特徴と
する請求項８記載の移動目標検出レーダ装置。

【００４２】（１１）（８）の構成において、前記固定
目標成分抑圧手段は、パルス繰り返し周期から前記第
１、第２の受信信号の少なくともパルス繰り返し周期に
応じて第１、第２、第３、第４のアンテナ開口で受信さ
れた受信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御するこ
とにより、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方
の位相中心位置を補正する補正手段を備える構成とす
る。

【００４３】（１２）（８）の構成において、前記固定
目標成分抑圧手段は、被搭載移動体の速度から前記第
１、第２の受信信号の少なくとも一方のパルス繰り返し
周期に応じて第１、第２、第３、第４のアンテナ開口で
受信された受信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御
することにより、前記第１、第２の受信信号の少なくと
も一方の位相中心位置を補正する補正手段を備える構成
とする。

【００４４】（１３）（８）の構成において、前記固定
目標成分抑圧手段は、移動目標の位置に応じて、前記第
１、第２の受信信号の少なくとも一方のパルス繰り返し
周期に応じて第１、第２、第３、第４のアンテナ開口で
受信された受信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御
することにより、前記第１、第２の受信信号の少なくと
も一方の位相中心位置を補正する補正手段を備える構成
とする。

【００４５】（１４）（８）の構成において、前記固定
目標成分抑圧手段は、レンジセルに応じて、前記第１、
第２の受信信号の少なくとも一方のパルス繰り返し周期
に応じて第１、第２、第３、第４のアンテナ開口で受信
された受信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御する
ことにより、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一
方の位相中心位置を補正する補正手段を備える構成とす
る。

【００４６】（１５）移動体搭載用の移動目標検出レー
ダ装置において、位相中心の位置の異なる少なくとも第
１、第２のアンテナ開口を有するアレイアンテナと、前
記第１、第２のアンテナ開口で受信された受信信号の振
幅を制御し加算することにより、位相中心の位置を制御
した第１の受信信号を得る第１の受信処理手段と、前記
第１、第２のアンテナ開口で受信された受信信号に前記
第１の受信処理手段とは異なる振幅で制御し加算するこ
とにより、前記第１の受信処理手段とは異なる位相中心
の位置に制御した第２の受信信号を得る第２の受信処理
手段と、前記第１、第２の受信信号の一方を送信パルス
繰り返し時間分遅延させ、他方の受信信号から減算する
ことで、固定目標からのレーダエコー成分を抑圧する固
定目標成分抑圧手段とを具備する構成とする。

【００４７】（１６）（１５）の構成において、前記第
１、第２の受信処理手段は、それぞれ前記第１、第２の
アンテナ開口で受信した受信信号をディジタル信号に変
換し、Ｉ／Ｑ直交検波後に振幅及び位相制御する構成と
する。

【００４８】（１７）（１５）の構成において、前記ア
レイアンテナは、さらに前記第１及び第２のアンテナ開
口を包含する第３のアンテナ開口を形成し、この第３の
アンテナ開口を送信開口とするように構成する。

【００４９】（１８）（１５）の構成において、前記固
定目標成分抑圧手段は、パルス繰り返し周期から第１、
第２の受信信号の少なくとも前記一方のパルス繰り返し
周期に応じて第１、第２のアンテナ開口で受信された受
信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御することによ
り、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方の位相
中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００５０】（１９）（１５）の構成において、前記固
定目標成分抑圧手段は、被搭載移動体の速度から第１、
第２の受信信号の少なくとも前記一方のパルス繰り返し
周期に応じて第１、第２のアンテナ開口で受信された受
信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御することによ
り、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方の位相
中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００５１】（２０）（１５）の構成において、前記固
定目標成分抑圧手段は、移動目標の位置に応じて、前記
第１、第２の受信信号の少なくとも一方のパルス繰り返
し周期に応じて第１、第２のアンテナ開口で受信された
受信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御することに
より、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方の位
相中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００５２】（２１）（１５）の構成において、前記固
定目標成分抑圧手段は、レンジセルに応じて、前記第
１、第２の受信信号の少なくとも一方のパルス繰り返し
周期に応じて第１、第２のアンテナ開口で受信された受
信信号のうち少なくとも一つの振幅を制御することによ
り、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方の位相
中心位置を補正する補正手段を備える構成とする。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下、図１乃至図９を参照して、
本発明の実施の形態を詳細に説明する。（第１の実施形態）図１は本発明に係る移動目標検出レ
ーダ装置の第１の実施形態の構成を示すものである。図
１において、２９はアレイアンテナであり、アンテナ素
子Ｔ１乃至Ｔｎを配列して構成される。

【００５４】送信機３０から繰り返し出力される送信パ
ルスは、中央開口用分配器３１でｎ分配され、それぞれ
サーキュレータ３２１〜３２ｎを介して移相器（または
送受信モジュール）３３１〜３３ｎに供給され、所定の
位相関係が与えられた後、アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎより
空間に放射される。

【００５５】各アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎで捕捉された受
信エコーは、それぞれ移相器３３１〜３３ｎ、サーキュ
レータ３２１〜３２ｎ、ＲＦ分配器３４１〜３４ｎを介
して中央開口用合成器３５Ｃに供給される。ここで、Ｒ
Ｆ分配器３４１〜３４ｋは入力信号を左開口用合成器３
５Ｌに分配し、ＲＦ分配器３４ｊ〜３４ｎは入力信号を
右開口用合成器３５Ｒに分配する。

【００５６】各合成器３５Ｃ，３５Ｌ，３５Ｒの合成出
力は、それぞれ受信機３６Ｃ，３６Ｌ，３６Ｒで周波数
変換、ビデオ検波処理が施された後、振幅位相調整回路
３７Ｃ，３７Ｌ，３７Ｒで振幅位相が調整される。

【００５７】中央開口系統の振幅位相調整回路３７Ｃか
ら出力される受信信号は分配器３８で２分配され、それ
ぞれ加算器３９Ｌ，３９Ｒに供給される。また、左開口
系統の振幅位相調整回路３７Ｃから出力される受信信号
は加算器３９Ｌに供給され、右開口系統の振幅位相調整
回路３７Ｒから出力される受信信号は加算器３９Ｒに供
給されて、それぞれ中央開口系統の分配受信信号と加算
される。

【００５８】各加算器３９Ｌ，３９Ｒの加算出力はＤＰ
ＣＡ処理器４０に供給され、ＤＰＣＡ処理により固定目
標からのエコー成分が除去された後、移動目標表示装置
４１に供給される。

【００５９】上記構成において、以下にその動作につい
て説明する。送信系において、送信機３０から生成され
る送信波は中央開口用分配器３１でｎ系統に信号分配さ
れ、サーキュレータ３２１〜３２ｎを介し、各移相器３
３１〜３３ｎに入力される。各移相器３３１〜３３ｎで
は位相制御が施された後、アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎから
電波となって送信される。

【００６０】受信系において、送信波が目標物に反射し
て受信エコーとなり、各アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎで受信
されると、これらの受信信号は移相器３３１〜３３ｎで
位相制御された後、サーキュレータ３２１〜３２ｎを介
し、ＲＦ分配器３４１〜３４ｎで２または３分配され
る。

【００６１】アンテナ開口の左側のｋ個のＲＦ分配器３
４１〜３４ｋの出力は左開口用合成器３５ＬでＲＦ合成
され、アンテナ開口の右側のｋ個のＲＦ分配器３４ｊ〜
３４ｎの出力は右開口用合成器３５ＲでＲＦ合成され
る。また、ｎ個の全ＲＦ分配器３４１〜３４ｎの出力は
中央開口用合成器３５ＣでＲＦ合成される。

【００６２】それぞれＲＦ合成された受信信号は受信機
３６Ｒ，３６Ｌ，３６ＣでＩＦ帯に周波数変換される。
これらＩＦ信号は振幅位相調整回路３７Ｒ，３７Ｌ，３
７Ｃに入力される。

【００６３】振幅位相調整回路３７Ｃ（３７Ｌ，３７Ｒ
については３７Ｃと同構成であるので省略する）の具体
的な構成を図２に示す。図２において、入力されたＩＦ
信号はＡ／Ｄ変換器３７１でディジタル信号に変換さ
れ、Ｉ／Ｑ直交検波回路３７２で直交検波され、Ｉ／Ｑ
信号となって複素乗算回路３７３に供給される。

【００６４】一方、ウェイト演算回路３７４は、外部か
ら入力される移動速度及びパルス繰り返し周期の情報を
基にＩ／Ｑ複素ウェイトを演算する。このＩ／Ｑ複素ウ
ェイトは複素乗算回路３７３に供給される。この複素乗
算回路３７３は、検波されたＩ／Ｑ信号に入力された複
素ウェイトを乗算する。これにより、振幅位相を調整す
ることができる。

【００６５】図１において、中央開口系統の信号は、分
配器３８により２つの信号に分けられる。これら左開口
と中央開口及び右開口と中央開口で受信された信号はそ
れぞれ加算器３９Ｌ，３９Ｒで加算される。

【００６６】以上のように、開口長の異なる左開口と中
央開口のそれぞれの合成信号を振幅位相調整して加算す
ることにより、位相中心の位置を制御することができ
る。右開口と中央開口においても同様である。これら位
相中心を制御した左側開口と右側開口の合成信号はＤＰ
ＣＡ処理器４０に入力される。

【００６７】ＤＰＣＡ処理器４０の具体的な構成を図３
に示す。図３において、右開口と中央開口で合成された
受信信号は、ＰＲＩ遅延回路４０１によりパルス繰り返
し周期（Ｔ１）だけ遅延されて位相補正回路４０２に供
給される。

【００６８】一方、位相補正量演算回路４０２では、外
部から入力されるビーム走査角と移動速度情報から、ビ
ーム走査方向についてのアンテナ開口の移動距離に対応
する位相偏移量を求め、この位相偏移量を補正する位相
補正信号を生成する。この位相補正信号は位相補正回路
４０２に供給される。

【００６９】この位相補正回路４０２にて、位相補正信
号に基づき受信信号を位相補正することにより、ビーム
走査方向についてのアンテナ開口の移動によるドップラ
周波数分布の周波数偏移成分を除去することができる。

【００７０】さらに、この信号と、左開口と中央開口で
合成された受信信号を減算回路４０４により減算処理す
る。これにより、固定目標の受信エコーの周波数成分を
抑圧し、移動目標表示装置４１により移動目標の受信エ
コーを抽出及び表示することができる。

【００７１】以上のように、本実施形態では、図１２に
示した送信開口を、中央開口用分配器３１に接続された
アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎにより構成している。また、第
１の受信開口を、中央開口用合成器３５Ｃに接続された
アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎと右開口用合成器３５Ｒに接続
されたアンテナ素子Ｔｊ〜Ｔｎにより構成している。ま
た、第２の受信開口を、中央開口用合成器３５Ｃに接続
されたアンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎと左開口用合成器３５Ｌ
に接続されたアンテナ素子Ｔ１〜Ｔｋにより構成してい
る。

【００７２】上記位相振幅調整回路３７Ｃ，３７Ｒ，３
７Ｌの別の具体例を図４に示す。尚、図４において、図
２と同一部分には同一符号を付して示し、ここでは異な
る部分について説明する。

【００７３】前述の図１２及び（２）式の説明におい
て、レーダ・プラットホームが送受信間に距離ｄだけ移
動することについて述べたが、図４の構成例はこれを補
正する手段である。

【００７４】図４において、入力されたＩＦ信号はＡ／
Ｄ変換器３７１でディジタル信号に変換され、Ｉ／Ｑ直
交検波回路３７２でＩ／Ｑ信号が検波される。また、ウ
ェイト演算回路３７４は、外部から入力される移動速度
情報を基にＩ／Ｑ複素ウェイトを演算する（以上は図２
と同じ）。

【００７５】一方、ウェイト補正テーブル３７６には、
予め計算された、目標の距離に応じて偏移する距離ｄを
補正するための補正用ウェイトが記憶されており、外部
から距離情報が与えられると、このウェイト補正テーブ
ル３７６はその距離に対応する補正用ウェイトを選択し
て出力する。

【００７６】この補正用ウェイトは複素乗算回路３７５
に供給され、ウェイト演算回路で演算された複素ウェイ
トと乗算される。これにより、前述の距離ｄを補正した
複素ウェイトが複素乗算回路３７３に入力される。

【００７７】複素乗算回路３７３では検波されたＩ／Ｑ
信号に入力された複素ウェイトを乗算することで振幅位
相制御を行って出力する。これにより、レーダ装置と目
標物間の距離に依存せず、高精度に固定目標からの受信
エコーを抑圧できる。

【００７８】（第２の実施形態）図５は本発明に係る移
動目標検出レーダ装置の第２の実施形態の構成を示すも
のである。尚、図５において、図１と同一部分には同一
符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。

【００７９】図５に示すレーダ装置の特徴とするところ
は、左側開口用として第１左開口用合成器３５Ｌ１及び
第２左開口用合成器３５Ｌ２を備え、右側開口用として
第１右開口用合成器３５Ｒ１及び第２右開口用合成器３
５Ｒ２を備え、中央開口用合成器を廃した点にある。

【００８０】すなわち、送信系において、送信機３０か
ら生成される送信波は、中央開口用分配器３１でｎ系統
に信号分配され、サーキュレータ３２１〜３２ｎを介し
て各移相器３３１〜３３ｎに入力され、各移相器３３１
〜３３ｎで位相制御された後、各アンテナ素子Ｔ１〜Ｔ
ｎから電波となって送信される。

【００８１】受信系において、送信波が目標物に反射し
て受信エコーとなり各アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎで受信さ
れると、これらの受信信号は、移相器３３１〜３３ｎで
位相制御された後、サーキュレータ３２１〜３２ｎを介
し、ＲＦ分配器３４１〜３４ｎで２または３または４分
配される。

【００８２】各ＲＦ分配器３４１〜３４ｎの分配出力の
うち、アンテナ開口の左側のｋ個（３４１〜３４ｋ）の
出力は第１左開口用合成器３５Ｌ１でＲＦ合成され、同
様に左側のｍ個（３４１〜３４ｍ）の出力は第２左開口
用合成器３５Ｌ２でＲＦ合成される。

【００８３】また、アンテナ開口の右側のｋ個（３４ｊ
〜３４ｎ）の出力は第１右開口用合成器３５Ｒ１でＲＦ
合成され、同様に右側のｍ個（３４ｉ〜３４ｎ）の出力
は第２右開口用合成器３５Ｒ２でＲＦ合成される。

【００８４】それぞれＲＦ合成された受信信号は受信機
３６Ｌ１，３６Ｌ２，３６Ｒ１，３６Ｒ２でＩＦ信号に
周波数変換され、これらＩＦ信号は振幅位相調整回路３
７Ｌ１，３７Ｌ２，３７Ｒ１，３７Ｒ２に入力される。
振幅位相調整回路３７Ｌ１，３７Ｌ２，３７Ｒ１，３７
Ｒ２の回路構成は図２に示したものと同じであるので、
ここではその説明を省略する。

【００８５】第１左開口側の振幅位相調整回路３７Ｌ１
と第２左開口側の振幅位相調整回路３７Ｌ２から出力さ
れる２つの合成信号は加算器３９Ｌにより加算される
（以下、この加算された信号を左合成信号と呼ぶ）。同
様に第１右開口側の振幅位相調整回路３７Ｒ１と第２右
開口側の振幅位相調整回路３７Ｒ２で合成された２つの
信号も加算器３９Ｒにより加算される（以下、この加算
された信号を右合成信号と呼ぶ）。

【００８６】このように開口長の異なる第１左開口と第
２左開口のそれぞれの合成信号を振幅位相調整し加算す
ることにより、位相中心の位置を制御することができ
る。第１右開口と第２右開口においても同様である。こ
れら位相中心を制御した左合成信号と右合成信号はＤＰ
ＣＡ処理器４０に入力される。

【００８７】このＤＰＣＡ処理器４０の構成は図３に示
したものと同じであるので、ここではその説明を省略す
る。ＤＰＣＡ処理器４０では固定目標の受信エコーの周
波数成分が十分に抑圧されるため、移動目標表示装置４
１により移動目標の受信エコーを抽出及び表示すること
ができる。

【００８８】以上のように本実施形態では、図１２に示
した送信開口は中央開口用分配器３１に接続されたアン
テナ素子Ｔ１〜Ｔｎにより、第１の受信開口は第１右開
口用合成器３５Ｒ１と第２右開口用合成器３５Ｒ２にそ
れぞれ接続されたアンテナ素子Ｔｊ〜Ｔｎ，Ｔｉ〜Ｔｎ
により、また第２の受信開口は第１左開口用合成器３５
Ｌ１と第２左開口用合成器３５Ｌ２に接続されたアンテ
ナ素子Ｔ１〜Ｔｋ，Ｔ１〜Ｔｍにより構成される。

【００８９】図５に示した実施形態の特徴は、受信系に
おいて位相中心の位置の異なる４つの開口（第１左開
口、第２左開口、第１右開口、第２右開口）を用いてい
る点にある。左合成信号及び右合成信号における位相中
心の位置は、それぞれ異なる位相中心を有する２つずつ
の開口からの受信信号を用いて制御される。これにおけ
る効果については後述する。

【００９０】（第３の実施形態）図６は本発明に係る移
動目標検出レーダ装置の第３の実施形態の構成を示すも
のである。尚、図６において、図１と同一部分には同一
符号を付して示し、ここでは重複する説明を省略する。

【００９１】図６に示すレーダ装置の特徴とするところ
は、ＲＦ分配器３４１〜３４ｎを２分配出力とし、その
うち左側ｋ個のＲＦ分配器３４１〜３４ｋの分配出力を
左開口合成器３５Ｌに入力すると共に、他のＲＦ分配器
３４（ｋ＋１）〜３４ｎの一方の出力端を終端器４２
（ｋ＋１）〜４２ｎで終端処理し、右側ｋ個のＲＦ分配
器３４ｊ〜３４ｎの分配出力を左開口合成器３５Ｒに入
力すると共に、他のＲＦ分配器３４１〜３４（ｊ−１）
の一方の出力端を終端器４２１〜４２（ｊ−１）で終端
処理し、中央開口用合成器を廃して、切換器４３により
受信開口の切換を行えるようにした点にある。

【００９２】すなわち、送信系において、送信機３０か
ら生成される送信波は、中央開口用分配器３１でｎ系統
に信号分配され、サーキュレータ３２１〜３２ｎを介し
て各移相器３３１〜３３ｎに入力され、各移相器３３１
〜３３ｎで位相制御された後、各アンテナ素子Ｔ１〜Ｔ
ｎから電波となって送信される。

【００９３】受信系において、送信波が目標物に反射し
て受信エコーとなり各アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎで受信さ
れると、これらの受信信号は、移相器３３１〜３３ｎで
位相制御された後、サーキュレータ３２１〜３２ｎを介
し、ＲＦ分配器３４１〜３４ｎで２分配される。

【００９４】各ＲＦ分配器３４１〜３４ｎの分配出力の
うち、アンテナ開口の左側のｋ個（３４１〜３４ｋ）の
分配出力は左開口用合成器３５ＬでＲＦ合成される。ま
た、アンテナ開口の右側のｋ個（３４ｊ〜３４ｎ）の分
配出力は右開口用合成器３５ＲでＲＦ合成される。

【００９５】それぞれＲＦ合成された受信信号は受信機
３６Ｌ，３６ＲでＩＦ信号に周波数変換された後、振幅
位相調整回路３７Ｌ，３７Ｒに入力される。これらの振
幅位相調整回路３７Ｌ，３７Ｒの回路構成は図２に示し
たものと同じであるので、ここではその説明を省略す
る。

【００９６】左開口側と右開口側で合成され振幅位相調
整された２つの信号は、加算器３９により加算される。
このように開口長の異なる左開口と右開口のそれぞれの
合成信号を振幅位相調整し、加算することにより位相中
心の位置を制御することができる。これら位相中心を制
御した合成信号は切換器４３に入力される。この切換器
４３では外部からのＰＲＩタイミング信号に応じて合成
入力を切換出力することで、第１の受信信号と第２の受
信信号に分離する。これらの受信信号はＤＰＣＡ処理器
４０に入力される。

【００９７】このＤＰＣＡ処理器４０の構成は図３に示
したものと同じであるで、ここではその説明を省略す
る。ＤＰＣＡ処理器４０では固定目標の受信エコーの周
波数成分が十分に抑圧されるため、移動目標表示装置４
１により移動目標の受信エコーを抽出及び表示すること
ができる。

【００９８】以上に示すように、本実施形態では、図９
に示した送信開口は中央開口用分配器３１に接続された
アンテナ素子Ｔ１〜Ｔｎにより、第１の受信開口は右開
口用合成器３５Ｒと左開口用合成器３５Ｌにそれぞれ接
続されたアンテナ素子Ｔｊ〜Ｔｎ，Ｔ１〜Ｔｋにより、
同様に第２の受信開口も右開口用合成器３５Ｒと左開口
用合成器３５Ｌに接続されたアンテナ素子Ｔｊ〜Ｔｎ，
Ｔ１〜Ｔｋにより構成される。

【００９９】図６の実施形態の特徴は第１の受信信号を
形成する受信系と、第２の受信信号を形成する受信系の
回路構成を全て共用できるところにあり、回路規模を小
さくした点にある。

【０１００】（他の実施形態）以上の実施形態では、一
次元アレイの場合を示したが、二次元アレイの場合でも
同様に構成できる。二次元アレイの場合は、例えば面状
に配列されたアンテナ素子で受信した信号を移相器で位
相制御し、レーダ・プラットホームの移動方向と直交す
る側の方向（例えば、横方向に移動するような航空機搭
載の場合は縦方向）にＲＦ合成した後、上述の手法によ
りＤＰＣＡ処理すればよい。また、アンテナ開口はプラ
ナー形状である必要性はなく、任意形状でも実現でき
る。

【０１０１】また、以上の実施形態では移相器を配列し
たパッシブ型のフェーズドアレイの例を示したが、移相
器の代わりに電力増幅器を具備した送受信モジュールに
置き換えれば、アクティブ型のフェーズドアレイでも実
現できる。

【０１０２】また、図５示した実施形態では左合成信号
及び右合成信号を得るため、それぞれ位相中心の異なる
２つの開口を用いたが、本発明では必ずしも２つである
必要性はなく、複数の位相中心の異なる開口を振幅位相
制御し加算すればよい。

【０１０３】また、以上の実施形態では送信系と受信系
を同一レーダ（同一アンテナ開口）で形成したモノスタ
ティック型のレーダの例を示したが、送信系を別のアン
テナ開口で構成したバイスタティック型においても適応
できる。

【０１０４】（実施例）本発明では、異なる２つの合成
器で合成された位相中心の異なる信号をそれぞれ振幅位
相調整し加算することで得られた信号が、あたかも前述
の２つの信号の位相中心とは異なる位置に位相中心を有
することを利用している。

【０１０５】ここで、振幅位相調整回路で行う位相制御
は、主に異なる合成器で合成された２つの合成信号の位
相誤差を補正することを目的としている。また、振幅制
御は、異なる合成器で合成された２つの合成信号の振幅
誤差を補正する他、本発明における位相中心を可変にす
る効果を有するものである。

【０１０６】図７は、図１に示した第１の実施形態にお
いて、異なる合成器で合成された位相中心の位置の異な
る合成信号を振幅制御した後に加算することにより、２
つの合成信号の位相中心位置とは異なる合成信号を形成
する作用を示している。

【０１０７】図７（ａ）では、左開口（位相中心位置：
Ｌ_P ）、中央開口（位相中心位置：Ｃ_P ）、右開口（位
相中心位置：Ｒ_P ）の開口長の異なる３つの開口を形成
された空中線における各開口の振幅ウェイト振幅分布の
一例を示している。

【０１０８】ここで、位相中心の簡単な動作概要を説明
する。図７（ａ）に示す振幅ウェイトの振幅分布におい
て、横軸を物理的なアンテナ素子の位置、縦軸を振幅強
度で考えると、位相中心は位相中心から見て左右対称と
なる位置近辺に形成される。

【０１０９】さて、図７（ａ）に示す特性を有するレー
ダ装置の構成例としては、図１に示すものが対応する。
まず、図７（ａ）の左開口の振幅ウェイト（Ｌ１）につ
いて説明すると、図１において、各アンテナ素子Ｔ１〜
Ｔｎで受信された受信信号を、左開口用合成器３５Ｌに
て図１０（ａ）中の曲線Ｌ１に従い、重み付けして合成
する。振幅位相調整回路３７Ｌでは、この合成信号を１
／Ｋ倍する。これにより、左開口の振幅ウェイトはＬ２
の曲線に従って合成された信号と等価となる。

【０１１０】同様に、右開口の振幅ウェイト（Ｒ１）に
ついて説明すると、図１において、各アンテナ素子Ｔ１
〜Ｔｎで受信された受信信号を、右開口用合成器３５Ｒ
にて図１０（ａ）中の曲線Ｒ１に従い、重み付けして合
成する。振幅位相調整回路３７Ｒでは、この合成信号を
１／Ｋ倍する。これにより、右開口の振幅分布が図１０
（ａ）中の曲線Ｒ２に従って合成された信号と等価とな
る。

【０１１１】さらに、中央開口の振幅ウェイト（Ｃ１）
について説明すると、図１において、各アンテナ素子Ｔ
１〜Ｔｎで受信された受信信号を中央開口用合成器３５
Ｃで図１０（ａ）中の曲線Ｃ１に従い、重み付けして合
成する。以下、この合成信号を振幅位相調整回路３７Ｃ
で等倍（１倍）した場合を考える。

【０１１２】ここで、図７（ｂ）では同図（ａ）に示し
た左開口と中央開口でそれぞれ合成された信号を振幅調
整後に加算した左合成信号の振幅ウェイトと、右開口と
中央開口でそれぞれ合成された信号を振幅調整後に加算
した右合成信号の振幅ウェイトの振幅分布を示してい
る。

【０１１３】まず、Ｋ＝１の場合、即ち振幅位相調整回
路３７Ｌ，３７Ｃで振幅制御しない場合の左合成信号に
おける各アンテナ素子の振幅ウェイトはＬ１＋Ｃ１とな
り、図７（ｂ）中の曲線Ｌ１’で示すような分布とな
る。この時の位相中心の位置をＬP1で示す。同様に右合
成信号における各アンテナ素子の振幅ウェイトはＲ１＋
Ｃ１となり、図７（ｂ）中の曲線Ｒ１’で示すような分
布となる。この時の位相中心の位置をＲP1で示す。これ
ら位相中心間距離Ｌ_P1〜Ｒ_P1をａ１とする。

【０１１４】次に、振幅位相調整回路３７Ｌ，３７Ｒで
左開口及び右開口の振幅を１／Ｋ倍に振幅制御した場合
については、左合成信号における各アンテナ素子の振幅
ウェイトはＬ２＋Ｃ１となり、図７（ｂ）中の曲線Ｌ
２’で示すような分布となる。この時の位相中心の位置
をＬ_P2で示す。同様に右合成信号における各アンテナ素
子の振幅ウェイトはＲ２＋Ｃ１となり、図７（ｂ）中の
曲線Ｒ２’で示すような分布となる。この時の位相中心
の位置をＲ_P2で示す。これら位相中心間距離Ｌ_P2〜Ｒ_P2
をａ２とする。

【０１１５】前述の通り、位相中心は、図７（ｂ）に示
したように、振幅ウェイトの振幅分布において、その位
相中心から見て左右対称となる位置近辺に形成されるた
め、Ｋ＞１の場合はａ１＞ａ２となり、逆にＫ＜１の場
合はａ１＜ａ２となる。

【０１１６】以上のように、異なる２つの合成器で合成
された位相中心の異なる信号をそれぞれ振幅制御して加
算すると、その加算信号の位相中心の位置はその振幅値
に応じて変動する。移動目標を検出するためにＤＰＣＡ
処理を行う場合には、第１の受信信号を受信する時の位
相中心位置と第２の受信信号を受信する時の位相中心位
置との差ａをレーダ・プラットホームの速度に応じて可
変にできるため、航空機の飛行速度に関係なく、固定目
標からの受信エコーを良好に除去することが可能とな
る。

【０１１７】図７は図１に示した第１の実施形態のアレ
イアンテナ構成を例として挙げており、ａの可変範囲は
左開口と右開口の位相中心間の間隔（Ｌ_P 〜Ｒ_P ）をａ
０とすると（図１２（ａ）参照）、０≦ａ≦ａ０とな
る。可変範囲の最大値（ａ０）は、（１）式より、レー
ダ・プラットホームの最大移動速度ｖmax とパルス繰り
返し周期Ｔ１からａ０≧２ｖmax ・Ｔ１とすればよい。

【０１１８】但し、ａ０を大きくするために、中央開口
と左開口及び中央開口と右開口の位相中心の間隔（Ｌ_P
〜Ｃ_P 及びＣ_P 〜Ｒ_P ）を大きく取りすぎる場合は、左
合成信号及び右合成信号で形成する振幅ウェイトが歪
み、アンテナパターンにおけるサイドローブレベルが上
昇する等の特性劣化が起こる場合がある。

【０１１９】その様子を図７（ｃ）に示す。ここでは、
左開口（位相中心位置Ｌ_P ）における振幅ウェイト（曲
線Ｌ１）と、中央開口（位相中心位置Ｃ_P ）における振
幅ウェイト（曲線Ｃ１）と、これらを合成した時の振幅
ウェイト（位相中心位置Ｌ_P1、曲線Ｌ１’）の振幅分布
の一例を示している。すなわち、中央開口と左開口の位
相中心間隔（Ｌ_P 〜Ｃ_P ）が大きい場合は、本図のよう
に振幅ウェイトＬ１’が歪んだ形状となる。

【０１２０】図８は、図５に示した第２の実施形態にお
ける振幅ウェイトの振幅分布を示している。第１左開口
（１）の振幅ウェイト（曲線Ｌ１）の位相中心位置をＬ
_P とし、第２左開口（２）の振幅ウェイト（曲線Ｌ
１”）の位相中心位置をＬ_P2とすると、第１左開口と第
２左開口のそれぞれの合成信号の加算により得られる左
合成信号の振幅ウェイトは曲線Ｌ１’のようになる。こ
の場合、左合成信号の位相中心位置Ｌ_P1を可変にするに
は、第１左開口と第２左開口の振幅を制御すればよい。

【０１２１】同様に、第１右開口（１）の振幅ウェイト
（曲線Ｒ１）の位相中心位置をＲ_Pとし、第２右開口
（２）の振幅ウェイト（曲線Ｒ１”）の位相中心位置を
Ｒ_P2とすると、第１右開口と第２右開口のそれぞれの合
成信号の加算により得られる右合成信号の振幅ウェイト
は曲線Ｒ１’のようになる。右合成信号の位相中心位置
ＲP1を可変にするには、第１右開口と第２右開口の振幅
を制御すればよい。

【０１２２】ところで、第１左開口と第１右開口の位相
中心の間隔をａ０、第２左開口と第２右開口の位相中心
の間隔をａ３とすると、左合成信号の位相中心と右合成
信号の位相中心の間隔の可変範囲ａは、ａ３≦ａ≦ａ０
の関係が得られる。

【０１２３】可変範囲の最大値（ａ０）及び最小値（ａ
３）はプラットホームの最大移動速度ｖmax 及び最小移
動速度ｖmin とパルス繰り返し周期Ｔ１からａ０≧２ｖmax ・Ｔ１ａ３≦２Ｖmin ・Ｔ１とすればよい。

【０１２４】一般に、航空機に要求される飛行速度範囲
は限られているが、その範囲が狭い場合にはａ０とａ３
の差を小さくできる。すなわち、第１左開口と第２左開
口のそれぞれの開口中心の間隔（Ｌ_P 〜Ｌ_P2）を小さく
できるため、左合成信号で形成される振幅ウェイトに、
図７（ｃ）に示したような歪みが生じにくく、アンテナ
パターンにおけるサイドローブレベルが上昇する等の特
性劣化が起こりにくい。このことは右合成信号において
も同様である。

【０１２５】図９は、図６の実施形態における振幅ウェ
イトの振幅分布を示している。左開口の振幅ウェイト
（曲線Ｌ１）の位相中心位置をＬ_P とし、右開口の振幅
ウェイト（曲線Ｒ１）の位相中心をＲ_P とすると、左開
口と右開口のそれぞれの合成信号の加算により得られる
合成信号の振幅ウェイトは曲線Ｌ１’のようになる。

【０１２６】第１の受信信号を受信するときと、第２の
受信信号を受信するときにおいて、左開口と右開口の振
幅を異なる振幅値により制御すれば、合成信号の位相中
心位置ＬP1を可変することができる。ここで、左開口と
右開口の位相中心の間隔をａ０とすると、第１と第２の
受信信号の位相中心の間隔の可変範囲ａは、０≦ａ≦ａ
０となる。

【０１２７】次に、図４に示した振幅位相調整回路３７
Ｃにおける作用について説明する。まず、図１２に示し
た送受信間におけるレーダ装置の移動距離ｄは以下の式
で示される。ｄ＝ｔ１・ｖ＝（２Ｒ／Ｃ）・ｖ …（４）（４）式において、Ｃは光速、Ｒは本レーダ装置から目
標物までの距離で、Ｒ〓ｌ_T 〓ｌ_R （〓は近似を表す）
と考えられる。

【０１２８】第１の送受信における送信開口と第１の受
信開口との位相中心間隔は（ｂ＋ｄ）であり、第２の送
受信における送信開口と第２の受信開口との位相中心間
隔は（ｃ−ｄ）である。したがって、必要な位相中心間
隔は目標の距離に応じて異なることとなる。図４に示し
ているように、各開口で受信された信号に乗算する複素
ウェイトを目標の距離に応じて可変にすることにより、
目標の距離に応じた位相中心の位置制御を容易に行うこ
とができる。

【０１２９】ここで、目標の距離情報としては、予め目
標の位置が推定できる場合はその情報を用いればよい
が、目標の位置がわからない場合は、送信波が送信され
た瞬間からの経過時間により距離を求め、受信期間に順
次、補正用ウェイトを更新すればよい。この経過時間に
よる距離情報は、レーダ装置の信号処理で用いられるＰ
ＲＩタイミング信号と基準となるクロックを用いれば容
易に算出することができる。

【０１３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パルス繰
り返し周期を固定したままで、搭載母機の飛行速度によ
らず、安定に固定目標からの受信エコーを抑圧すること
ができ、確実に移動目標の受信エコーを判別することの
できる移動目標検出レーダ装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る移動目標検出レーダ装置の第１の
実施形態の構成を示すブロック構成図。

【図２】図１に示す実施形態の主要構成品である振幅位
相調整回路の具体的な構成例を示すブロック構成図。

【図３】図１に示す実施形態の主要構成品であるＤＰＣ
Ａ処理器の具体的な構成例を示すブロック構成図。

【図４】図１に示す実施形態の主要構成品であるＤＰＣ
Ａ処理器の他の具体的な構成例を示すブロック構成図。

【図５】本発明に係る移動目標検出レーダ装置の第２の
実施形態の構成を示すブロック構成図。

【図６】本発明に係る移動目標検出レーダ装置の第３の
実施形態の構成を示すブロック構成図。

【図７】図１に示す第１の実施形態におけるアダプティ
ブＤＰＣＡを説明するための振幅分布図。

【図８】図５に示す第２の実施形態におけるアダプティ
ブＤＰＣＡの動作を説明するための振幅分布図。

【図９】図６に示す第３の実施形態におけるアダプティ
ブＤＰＣＡの動作を説明するための振幅分布図。

【図１０】一般的なレーダ装置における送信及び受信の
タイミングを示すタイミング波形図。

【図１１】レーダ・プラットホームが移動する場合のＤ
ＰＣＡ処理における動作を、アンテナ開口として第１の
送受信開口と第２の送受信開口の２つの開口を有する場
合について示す概念図。

【図１２】図１１の応用例として、アンテナ開口として
送信開口、第１の受信開口及び第２の受信開口の３つを
有する場合を示す概念図。

【図１３】従来の移動体搭載用の移動目標検出レーダ装
置の構成を示すブロック構成図。

【符号の説明】

１１…アレイアンテナＴ１〜Ｔｎ…アンテナ素子１２…スイッチ・ネットワーク回路１３…分配合成器１４１〜１４ｎ…終端器２１…送信機２２…サーキュレータ２３…受信機２４…切換器２５…ＤＰＣＡ処理器２６…移動目標表示装置２９…アレイアンテナ３０…送信機３１…中央開口用分配器３２１〜３２ｎ…サーキュレータ３３１〜３３ｎ…移相器（または送受信モジュール）３４１〜３４ｎ…ＲＦ分配器３５Ｃ…中央開口用合成器３５Ｌ，３５Ｌ１，３５Ｌ２…左開口用合成器３５Ｒ，３５Ｒ１，３５Ｒ２…右開口用合成器３６Ｃ，３６Ｌ，３６Ｒ…受信機３６Ｌ１，３６Ｌ２，３６Ｒ１，３６Ｒ２…受信機３７Ｃ，３７Ｌ，３７Ｒ…振幅位相調整回路３７Ｌ１，３７Ｌ２，３７Ｒ１，３７Ｒ２…振幅位相調
整回路３７１…Ａ／Ｄ変換器３７２…Ｉ／Ｑ直交検波回路３７３…複素乗算回路３７４…ウェイト演算回路３７５…複素乗算回路３８…分配器３９，３９Ｌ，３９Ｒ…加算器４０…ＤＰＣＡ処理器４０１…ＰＲＩ遅延回路４０２…位相補正回路４０３…位相補正量演算回路４０４…減算回路４１…移動目標表示装置４２１〜４２（ｊ−１）…終端器４２（ｋ＋１）〜４２ｎ…終端器４３…切換器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−138220（ＪＰ，Ａ) 特開平６−138219（ＪＰ，Ａ) 特開平５−333144（ＪＰ，Ａ) 特開平６−242233（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01S 7/00 - 7/42 G01S 13/00 - 13/95

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】移動体搭載用の移動目標検出レーダ装置に
おいて、位相中心位置の異なる少なくとも第１、第２、第３のア
ンテナ開口を有するアレイアンテナと、前記第１、第２のアンテナ開口で受信された受信信号の
振幅を制御し加算することにより位相中心の位置を制御
した第１の受信信号を得る第１の受信処理手段と、前記第２、第３のアンテナ開口で受信された受信信号の
振幅を制御し加算することにより位相中心の位置を制御
した第２の受信信号を得る第２の受信処理手段と、前記第１、第２の受信信号の一方を送信パルス繰り返し
時間分遅延させ、他方の受信信号から減算することで、
固定目標からのレーダエコー成分を抑圧する固定目標成
分抑圧手段とを具備することを特徴とする移動目標検出
レーダ装置。
【請求項２】前記第１の受信処理手段は、前記第１、第
２のアンテナ開口で受信した受信信号をディジタル信号
に変換し、Ｉ／Ｑ直交検波後に振幅及び位相調整し、前記第２の受信処理手段は、前記第２、第３のアンテナ
開口で受信した受信信号をディジタル信号に変換し、Ｉ
／Ｑ直交検波後に振幅及び位相調整することを特徴とす
る請求項１記載の移動目標検出レーダ装置。
【請求項３】前記アレイアンテナは、前記第３のアンテ
ナ開口を前記第１及び第２のアンテナ開口が包含される
ように形成し、送信開口として共有することを特徴とす
る請求項１記載の移動目標検出レーダ装置。
【請求項４】前記固定目標成分抑圧手段は、パルス繰り
返し周期から前記第１、第２の受信信号の少なくとも一
方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３のア
ンテナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも一つ
の振幅を制御することにより、前記第１、第２の受信信
号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の移動目標検出
レーダ装置。
【請求項５】前記固定目標成分抑圧手段は、被搭載移動
体の速度から前記第１、第２の受信信号の少なくとも一
方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３のア
ンテナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも一つ
の振幅を制御することにより、前記第１、第２の受信信
号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手段
を備えることを特徴とする請求項１記載の移動目標検出
レーダ装置。
【請求項６】前記固定目標成分抑圧手段は、移動目標の
位置に応じて、前記第１、第２の受信信号の少なくとも
一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３の
アンテナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも一
つの振幅を制御することにより、前記第１、第２の受信
信号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手
段を備えることを特徴とする請求項１記載の移動目標検
出レーダ装置。
【請求項７】前記固定目標成分抑圧手段は、レンジセル
に応じて、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一方
の振幅をパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３
のアンテナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも
一つの振幅を制御することにより、前記第１、第２の受
信信号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正
手段を備えることを特徴とする請求項１記載の移動目標
検出レーダ装置。
【請求項８】移動体搭載用の移動目標検出レーダ装置に
おいて、位相中心の位置の異なる少なくとも第１、第２、第３及
び第４のアンテナ開口を有するアレイアンテナと、前記第１、第２のアンテナ開口で受信された受信信号の
振幅を制御し加算することにより位相中心の位置を制御
した第１の受信信号を得る第１の受信処理手段と、前記第３、第４のアンテナ開口で受信された受信信号の
振幅を制御し加算することにより位相中心の位置を制御
した第２の受信信号を得る第２の受信処理手段と、前記第１、第２の受信信号の一方を送信パルス繰り返し
時間分遅延させ、他方の受信信号から減算することで、
固定目標からのレーダエコー成分を抑圧する固定目標成
分抑圧手段とを具備することを特徴とする移動目標検出
レーダ装置。
【請求項９】前記第１の受信処理手段は、前記第１、第
２のアンテナ開口で受信した受信信号をディジタル信号
に変換し、Ｉ／Ｑ直交検波後に振幅及び位相調整し、前記第２の受信処理手段は、前記第３、第４のアンテナ
開口で受信した受信信号をディジタル信号に変換し、Ｉ
／Ｑ直交検波後に振幅及び位相調整することを特徴とす
る請求項８記載の移動目標検出レーダ装置。
【請求項１０】前記アレイアンテナは、さらに前記第
１、第２、第３及び第４のアンテナ開口を包含する第５
のアンテナ開口を形成し、この第５のアンテナ開口を送
信開口とすることを特徴とする請求項８記載の移動目標
検出レーダ装置。
【請求項１１】前記固定目標成分抑圧手段は、パルス繰
り返し周期から前記第１、第２の受信信号の少なくとも
一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３、
第４のアンテナ開口で受信された受信信号のうち少なく
とも一つの振幅を制御することにより、前記第１、第２
の受信信号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する
補正手段を備えることを特徴とする請求項８記載の移動
目標検出レーダ装置。
【請求項１２】前記固定目標成分抑圧手段は、被搭載移
動体の速度から前記第１、第２の受信信号の少なくとも
一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３、
第４のアンテナ開口で受信された受信信号のうち少なく
とも一つの振幅を制御することにより、前記第１、第２
の受信信号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する
補正手段を備えることを特徴とする請求項８記載の移動
目標検出レーダ装置。
【請求項１３】前記固定目標成分抑圧手段は、移動目標
の位置に応じて、前記第１、第２の受信信号の少なくと
も一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第
３、第４のアンテナ開口で受信された受信信号のうち少
なくとも一つの振幅を制御することにより、前記第１、
第２の受信信号の少なくとも一方の位相中心位置を補正
する補正手段を備えることを特徴とする請求項８記載の
移動目標検出レーダ装置。
【請求項１４】前記固定目標成分抑圧手段は、レンジセ
ルに応じて、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一
方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２、第３、第
４のアンテナ開口で受信された受信信号のうち少なくと
も一つの振幅を制御することにより、前記第１、第２の
受信信号の少なくとも一方の位相中心位置を補正する補
正手段を備えることを特徴とする請求項８記載の移動目
標検出レーダ装置。
【請求項１５】移動体搭載用の移動目標検出レーダ装置
において、位相中心の位置の異なる少なくとも第１、第２のアンテ
ナ開口を有するアレイアンテナと、前記第１、第２のアンテナ開口で受信された受信信号の
振幅を制御し加算することにより、位相中心の位置を制
御した第１の受信信号を得る第１の受信処理手段と、前記第１、第２のアンテナ開口で受信された受信信号に
前記第１の受信処理手段とは異なる振幅で制御し加算す
ることにより、前記第１の受信処理手段とは異なる位相
中心の位置に制御した第２の受信信号を得る第２の受信
処理手段と、前記第１、第２の受信信号の一方を送信パルス繰り返し
時間分遅延させ、他方の受信信号から減算することで、
固定目標からのレーダエコー成分を抑圧する固定目標成
分抑圧手段とを具備することを特徴とする移動目標検出
レーダ装置。
【請求項１６】前記第１、第２の受信処理手段は、それ
ぞれ前記第１、第２のアンテナ開口で受信した受信信号
をディジタル信号に変換し、Ｉ／Ｑ直交検波後に振幅及
び位相制御することを特徴とする請求項１５記載の移動
目標検出レーダ装置。
【請求項１７】前記アレイアンテナは、さらに前記第１
及び第２のアンテナ開口を包含する第３のアンテナ開口
を形成し、この第３のアンテナ開口を送信開口とするこ
とを特徴とする請求項１５記載の移動目標検出レーダ装
置。
【請求項１８】前記固定目標成分抑圧手段は、パルス繰
り返し周期から第１、第２の受信信号の少なくとも前記
一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２のアンテ
ナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも一つの振
幅を制御することにより、前記第１、第２の受信信号の
少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手段を備
えることを特徴とする請求項１５記載の移動目標検出レ
ーダ装置。
【請求項１９】前記固定目標成分抑圧手段は、被搭載移
動体の速度から第１、第２の受信信号の少なくとも前記
一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２のアンテ
ナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも一つの振
幅を制御することにより、前記第１、第２の受信信号の
少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手段を備
えることを特徴とする請求項１５記載の移動目標検出レ
ーダ装置。
【請求項２０】前記固定目標成分抑圧手段は、移動目標
の位置に応じて、前記第１、第２の受信信号の少なくと
も一方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２のアン
テナ開口で受信された受信信号のうち少なくとも一つの
振幅を制御することにより、前記第１、第２の受信信号
の少なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手段を
備えることを特徴とする請求項１５記載の移動目標検出
レーダ装置。
【請求項２１】前記固定目標成分抑圧手段は、レンジセ
ルに応じて、前記第１、第２の受信信号の少なくとも一
方のパルス繰り返し周期に応じて第１、第２のアンテナ
開口で受信された受信信号のうち少なくとも一つの振幅
を制御することにより、前記第１、第２の受信信号の少
なくとも一方の位相中心位置を補正する補正手段を備え
ることを特徴とする請求項１５記載の移動目標検出レー
ダ装置。