JP3608003B2 - Communication radar equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーダ波に通信波をのせて送信することにより、目標の位置を知るだけでなく受信側装置との間でデータ通信を可能にする通信レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図12は、従来のレーダの基本原理を示す概念図である。
図12において、1は特定の周波数を有する電波を短いパルスで区切って送信アンテナ2から放射する送信機、3は送信アンテナ2から放射された電波(レーダ波)がとどく目標、4は目標3で反射された反射波を受信アンテナ5を介して受信する受信機、6は指示器である。
多くの場合、送信アンテナ2と受信アンテナ5は共用されている。このようなレーダをモノスタティックレーダという。この従来のレーダでは、所定の送信繰り返し周期ごとに、パルス変調された電波を送信し、目標に当たって受信アンテナ5の方向に反射されるものが受信され、目標の存在の探知や、距離、方位の測定ができると共に、受信機4の機能によっては、レーダと目標との相対速度を知ることができる。
【0003】
また、特開2000−230975号公報に記載された「バイスタティックレーダシステム」では、送信アンテナと受信アンテナとを異なる場所に配置したバイスタティックレーダシステムにおいて、送信局、受信局が移動しながらでも目標物の位置を観測できる方法を開示している。
図13は、従来のバイスタティックレーダを示す概念図である。
図13において、3は目標、7は送信局、8は送信局7とは異なる場所に配置された受信局である。9はデータ送信部、10はレーダビームを送信するレーダ送信部、11は送信局7の位置を検知する自己位置検知部、12は時計であり、9〜12は送信局7を構成する。
13はレーダビームの反射ビームを受信するレーダ受信部、14はデータ受信部、15は目標3の位置を算定する目標位置算定部である。16は受信局8の位置を検知する自己位置検知部、17は時計12と互いに厳密に時刻を合わされた時計であり、13〜17は受信局8を構成する。
18は送信局7の放射したレーダビーム、19はレーダビーム18が目標3により反射されたエコーである。
【0004】
送信局7のデータ送信部9は、自局のレーダビームの送信スケジュールや移動位置などの送信局データを2進コード化し、それに基づいてレーダビーム18を変調する。受信局8は、変調されたレーダビーム18の目標3からのエコー19を受信し、データ受信部14がエコー19から送信局データを取り出し、目標位置算定部15が送信局7の位置、エコー受信方向、ビーム発射からエコー受信までの遅延時間を用いて、目標3の位置を算定する。
しかし、モノスタティックレーダ及びバイスタティックレーダのいずれにおいても、レーダ波は目標の検知、目標の位置算定の機能を果たすだけの専用のパルスを送信するのみであり、レーダ波にはそれ以上の役割が含まれていなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、地上に設置された従来のレーダでは、飛行中の航空機の距離、方位を測定できるが、航空機との間でデータ通信を行うことができず、通信を行うためには、レーダとは別に通信専用の器材を用意し、レーダの送信波とは別の周波数を有した通信用の送信波を放射しなければならないという問題があった。
【0006】
この発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、目標の検知や目標の位置の算定を行うと共に、送信側と受信側との間でのデータ通信を可能とする通信レーダ装置を得ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる通信レーダ装置においては、通信データ信号を送信する通信用データ送信部と、この通信用データ送信部によって送信された通信データ信号を変調する変調器と、この変調器によって変調された通信データ信号を通信データ付きレーダ波として目標に対して送信する送信機とをそれぞれ有する複数の送信局、
この送信局の送信機によって送信され、目標によって反射された通信データ付きレーダ波を受信する受信機と、この受信機によって受信された通信データ付きレーダ波から通信データ信号を復調する復調器と、この復調器によって復調された通信データ信号を受信する通信用データ受信部とを有する受信局を備え、
複数の送信局は、複数の送信局と目標と受信局との位置関係に応じて通信データ付きレーダ波の位相を制御して送信することにより、受信局を通信データ付きレーダ波の強い干渉領域に常に存在させるものである。
【0008】
また、受信局は、受信機によって受信された通信データ付きレーダ波から目標物の位置を検出するよう構成されているものである。
また、送信局は、送信機によって送信された通信データ付きレーダ波を受信する送信局側受信機を有すると共に、送信局側受信機により受信された通信データ付きレーダ波から目標物の位置を検出するよう構成されているものである。
【0009】
さらに、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、目標物の位置情報を含むものである。
また、送信局と受信局とは、異なる場所に配置されているものである。
【0010】
また、受信局は、移動体に配置されているものである。
さらにまた、移動体は、航空機であるものである。
また、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、航空機の位置情報を含むものである。
【0011】
また、航空機は、無人航空機であると共に、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、無人航空機の制御コマンドを含むものである。
加えて、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、無人航空機の位置情報を含むものである。
【0012】
また、移動体は、ミサイルであると共に、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、ミサイルの制御コマンドを含むものである。
【0013】
さらに、受信局は、通信データ信号を送信する受信局側通信用データ送信部と、この受信局側通信用データ送信部によって送信された通信データ信号を変調する受信局側変調器と、この受信局側変調器によって変調された通信データ信号を通信データ付きレーダ波として送信する受信局側送信機とを有するものである。
また、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、飛行物体を介して送信されるものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による通信レーダ装置を示す概念図であり、バイスタティックレーダを用いて、レーダ波により目標の探知や、距離、方位の測定を行いつつ、通信も行えるようにしたものである。
図1において、21は送信局、22は受信局、23は敵機である。送信局21は次のように構成される。
24は通信情報(通信データ信号)を送信する通信用データ送信部、25は通信用データ送信部24から送信された通信情報を変調する変調器、26は通信用データ付きレーダ波を送信する送信機、27は通信用データ付きレーダ波を放射するアンテナである。28は同期装置で、送信局21と受信局22を同期させるために設けられている。
【0015】
受信局22は次のように構成されている。
29は敵機23で反射された通信用データ付きレーダ波を受信するアンテナ、30は通信用データ付きレーダ波をアンテナ29を介して受信する受信機、31は通信情報を復調する復調器、32は復調器31で復調された通信情報を受信する通信用データ受信部である。33は同期装置である。
【0016】
次に、動作について説明する。
従来から、例えば、特開2000−230975号公報に記載された「バイスタティックレーダシステム」で提供されているように、レーダ波に変調をかけることで、送信局、受信局が移動しながらでも目標物の位置を観測できるが、この実施の形態1では、通信情報に周波数変調やパルス変調などの変調をかけたものをレーダ波として放射することで、目標物の位置を観測できるだけでなく、送信局21と受信局22間でのデータ通信も行えるようにしている。
送信局21、受信局22それぞれは、同期するように同期装置28、33を有しており、送信局21では、通信用データ送信部24から通信情報を変調器25に送り、その変調器25で周波数変調、パルス変調などの変調をかけ、送信機26を通してアンテナ27より通信用データ付きレーダ波を放射する。そのレーダ波は敵機23などにあたり反射する。受信局22では、反射した通信用データ付きレーダ波をアンテナ29で受信し、受信機30を通して復調器31で通信情報を復調し、通信用データ受信部32へ送ることで通信を行う。
【0017】
従来なら、送信局21と受信局22でデータ通信を行う場合には、レーダ波とは別の周波数を有した通信専用の通信波を利用し、そのための通信用器材を必要としたが、実施の形態1では、従来のレーダの機能を拡大させ、レーダに通信機能を持たせることができるという効果がある。
さらに、レーダ波で用いる周波数と同じ周波数で通信を行うことができるので、電波の周波数リソースを節約できる効果もある。また、通信用器材を減らすことができる効果もある。
【0018】
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2による通信レーダ装置を示す概念図であり、バイスタティックレーダを用いて、レーダ波により目標の探知や距離、方位の測定を行いつつ、通信も行えるものである。
図2において、21〜23、25〜31、33は図1におけるものと同一のものである。35は送信局21に設けられ、目標位置及び通信情報を変調器25に送信する目標位置及び通信用データ送信部、36は送信局21に設けられた受信機(送信局側受信機)である。37は受信局22に設けられ、復調器31によって復調された目標位置及び通信情報を受信する目標位置及び通信用データ受信部である。
【0019】
次に、動作について説明する。
実施の形態1においては、特開2000−230975号公報に記載された「バイスタティックレーダシステム」で提供されている方法を用いて、受信局22は送信局21からのレーダ波を解析し、目標の位置を算出する装置を提供しているが、送信局21でも目標の位置を算出しているので、この位置情報を通信レーダ装置により送信局21から受信局22へ送信することが可能となる。
送信局21では、目標位置及び通信用データ送信部35から、目標位置及び通信情報を変調器25に送り、その変調器25で、周波数変調、パルス変調などの変調をかけ、送信機26を通してアンテナ27より目標の位置情報を含んだ通信用データ付きレーダ波を放射する。そのレーダ波は、敵機23などに当たり反射する。送信局21では受信機36を有しており、送信局21でもそのレーダ波を受信して目標位置を測定する。受信局22では、アンテナ29で目標の位置情報を含む通信用データ付きレーダ波を受信し、受信機30を通して復調器31で目標位置及び通信情報を復調し、目標位置及び通信用データ受信部37へ送る。
【0020】
実施の形態2でも実施の形態1と同様の効果が得られる。
【0021】
実施の形態3.
図3は、この発明の実施の形態3による通信レーダ装置を示す概念図であり、モノスタティックレーダを用いて、レーダ波に通信波をのせることにより通信も行うようにしている。
図3において、21、23、25〜28、35、36は図2におけるものと同一のものである。30、31、33、37は図2におけるものに相当するものであるが、図3では味方機38に搭載されている。
【0022】
次に、動作について説明する。
実施の形態2では、バイスタティックレーダにおいて、レーダ波に通信波を乗せた通信レーダ装置を提供したが、モノスタティックレーダでも同様のことが行える。例えば、バトルフィールド上でドッグファイト等を行っている場合を想定する。送信局21と味方機38は同期するように同期装置28、33を有している。味方機38、敵機23の位置情報などを含む通信用データ付きレーダ波をアンテナ27より放射する。そのレーダ波は味方機38、敵機23それぞれに当たって反射し、送信局21に返ってくる。受信機36ではレーダ波を解析することで、味方機38、敵機23それぞれの時々刻々の位置などを知ることができる。さらに味方機38は受信機30を通して復調器31でレーダ波を復調し、目標位置及び通信用データ受信部37へ送ることで、レーダから順次送られてくる味方機38、敵機23それぞれの位置情報などを受け取ることができる。
なお、上記の説明では、航空機で受信する場合について説明したが、航空機に限らず、移動体で受信するように構成することができる。
【0023】
実施の形態3によれば、モノスタティックレーダの場合でも、実施の形態2と同様の効果が得られる。
【0024】
実施の形態4.
図4は、この発明の実施の形態4による通信レーダ装置を示す概念図であり、気球などを用いて電波見通し外の目標を探知可能としたものである。
図4において、23は図1におけるものと同一のものである。26、27、36は図2の同じ符号のものに相当するが、レーダ装置40に設けられている。41は飛行物体である。
【0025】
次に、動作について説明する。
通常のレーダの送信波は、電波見通し外まで到達することができない。このため、気球や飛行船などの飛行物体41をある位置に設置し、電波反射の機能を持たせることで、見通し外にいる敵機23の探知を可能とする。レーダ装置40は送信機26と受信機36とアンテナ27を有しており、送信機26を通してアンテナ27より放射された電波は、気球や飛行船などの飛行物体41に当たって反射し、一部はレーダ装置40に返ってくる。また一部は見通し外にある敵機23の方へ反射する。敵機23で反射した電波は、気球や飛行船などの飛行物体41の方へ返ってきて、さらに気球や飛行船などの飛行物体41で反射し、レーダ装置40に返ってくる。受信機36はそれらの電波を受信し、解析することで、気球や飛行船などの飛行物体41や敵機23の位置を知ることができる。
【0026】
実施の形態4によれば、見通し外にいる敵機の探知が可能になる。
【0027】
実施の形態5.
図5は、この発明の実施の形態5による通信レーダ装置を示す概念図であり、気球などを用いて電波見通し外の受信局との通信を可能にするものである。
図5において、24〜28、36は図1におけるものに相当するが、通信レーダ装置43に配置されている。30〜33は図1におけるものに相当するが、味方機38に搭載されている。41は図4におけるものと同一のものである。
【0028】
次に、動作について説明する。
実施の形態1において、送受信局間でデータ通信を行う通信レーダ装置を提供し、実施の形態4において、見通し外の目標の探知を可能とする装置を提供した。実施の形態5は、この2つを組み合わせることで、通信レーダ装置43と見通し外にある味方機38との間のデータ通信が気球や飛行船などの飛行物体41を通じて可能になる。
【0029】
実施の形態5によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、通信可能な範囲を広げることができ、見通し外の目標とのデータ通信を可能とする効果が得られる。
【0030】
実施の形態6.
図6は、この発明の実施の形態6による通信レーダ装置を示す概念図であり、ミサイルの制御コマンドをのせたレーダ波を送信することにより、ミサイルの制御を行うミサイル制御コマンド通信レーダ装置である。
図6において、25〜28、36は図2の同じ符号を付されたものに相当するが、レーダ装置44に配置されている。45はレーダ装置44に設けられ、目標位置及びミサイル制御コマンドの送信を行う目標位置及びコマンド送信部である。23は敵機である。30、31、33は図3の同じ符号の付されたものに相当するが、ミサイル46に搭載されている。47はミサイル46に搭載され、目標位置及びミサイル制御コマンドを受信する目標位置及びコマンド受信部である。
【0031】
次に、動作について説明する。
実施の形態2では、バイスタティックレーダを用いて、目標位置を算出すると共に送受信局間でデータ通信を行う装置を提供したが、実施の形態6は、バイスタティックレーダにおいて受信局をミサイルとしている。セミアクティブホーミングのミサイルの制御は、ミサイルを発射した航空機や地上のミサイル制御用のレーダ装置を用いて行われている。ミサイルは、敵機に当たって反射したレーダ波を受信することで敵機の位置を知る。また、ミサイルは、レーダ波とは別に、ミサイル制御のコマンドを直接受信する必要があった。
【0032】
実施の形態6では、警戒菅制用等の遠方を監視するレーダ装置44からミサイル46の制御を行う。警戒管制等を行うレーダ装置44とミサイル46は、同期装置28、33を有して同期されている。レーダ装置44は、目標の位置やミサイルコマンドを、目標位置及びコマンド送信部45から変調器25へ送り、変調をかけた上で送信機26へ送り、アンテナ27よりレーダ波として放射する。そのレーダ波は敵機23に当たって反射し、レーダ装置44に返って受信機36で敵機23の位置を測定すると共に、ミサイル46でもレーダ波は受信され、受信機30を通して復調器31で復調され、目標位置及びコマンド受信部47へ送られる。ミサイル46では、レーダ波からミサイル46自身で敵機23の探知や、位置の測定を行えると同時に、レーダ装置44から送られた敵機23の位置やミサイル46の制御コマンドも受信しているため、ミサイル46は正確に敵機23の位置を知ることができ、さらにレーダ装置44からミサイル46の制御も可能となる。
【0033】
実施の形態6によれば、実施の形態2と同様の効果が得られ、さらにレーダからミサイルの制御も行える効果が得られる。また、ミサイルがレーダから見通し外にあっても同様の効果が得られる。
【0034】
実施の形態7.
図7は、この発明の実施の形態7による通信レーダ装置を示す概念図であり、レーダ波に通信波をのせることにより、他場所との間でデータ通信を行うようにしたものである。
図7において、24〜28、36、43は図5におけるものと同一のものである。29〜33は図1の同じ符号を付されたものに相当するが、通信レーダ装置43とは別の場所に設置された他レーダ49に配置されている。50は航空機である。
【0035】
次に、動作について説明する。
実施の形態3では、送受信局間でデータ通信を行う通信レーダ装置を提供したが、実施の形態7では、他場所とのデータ通信も可能とする。従来は、レーダはネットワーク化され、受信して得られた情報を、他の場所やデータを収集している場所などに送信する場合が多く、専用線やミリ波などの通信波専用の手段を用いてデータ通信を行っている。実施の形態7では、通信レーダ装置43は、レーダ波に通信波をのせ、他レーダ49では、その通信波を受信することで、他場所間とのデータ通信が可能となる。
【0036】
実施の形態7によれば、実施の形態3と同様の効果が得られると共に、大電力のレーダの場合は強力な通信が可能となる効果が得られる。
【0037】
実施の形態8.
図8は、この発明の実施の形態8による通信レーダ装置を示す概念図であり、通信波がのせられたレーダ波を受信した場合に、その送信波に対する返信の通信情報を付加して双方向通信を行うようにしたものである。
図8において、24〜28、30〜33、36、38、43は図5におけるものと同一のものである。51は通信用データ送信部(受信局側通信用データ送信部)、52は変調器(受信局側変調器)、53は送信機(受信局側送信機)で、51〜53は味方機38に搭載されている。
【0038】
次に、動作について説明する。
実施の形態3では、レーダ波に通信波をのせ、航空機とレーダ間でのデータ通信を行う通信レーダ装置を提供したが、これは送信局から受信局への一方向のみの通信であり、受信局から送信局へ通信を行うためには別の通信手段を用いる必要がある。そこで、実施の形態8では、送信局となる通信レーダ装置43から放射された通信用データ付きレーダ波が受信局となる味方機38に到着したのと、ほぼ同時かパルス繰り返し周期を1回分もしくは数回分遅らせて、味方機38は通信用データ送信部51からの通信情報を変調器52によって変調し、送信機53を通して、そのレーダ波に通信情報を付加して通信レーダ装置43に対して送信する。受信局からの反射波に通信情報を付加したことにより、双方向に通信を行うことが可能となる。
【0039】
実施の形態8によれば、実施の形態3と同様の効果が得られると共に、双方向での通信が可能となる効果が得られる。
【0040】
実施の形態9.
図9は、この発明の実施の形態9による通信レーダ装置を示す概念図であり、地上などのレーダ装置から航空機などの位置が変化するものに対して、その航空機の位置情報を添付したレーダ波を送信することにより、航空機側で位置確認を可能とするものである。
図9において、25〜28、30、31、33、36、38、43は図8におけるものと同一のものである。35、37は図3におけるものと同一のものである。54は味方機38のジャイロ情報である。
【0041】
次に、動作について説明する。
従来、航空機は、自身で位置確認を行うために、ジャイロなどの器材を積んでおり、また、レーダはレーダ波により、その航空機の位置情報を得ている。実施の形態1で、送受信局間でデータ通信を行う通信レーダ装置を提供したが、実施の形態9では、通信レーダ装置43から、味方機38の位置情報を含ませてレーダ波にのせて送信することにより、味方機38では、レーダ波に含まれている自身の位置情報を確認することが可能となる。味方機38は、ジャイロ情報54と組み合わせて正確に自身の位置を知ることができ、またジャイロ情報54がなくても自身の位置を知ることができる。
【0042】
実施の形態9によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、航空機(味方機)に位置確認用の器材などがなくても、航空機はレーダから航空機自身の位置情報を得るという効果が得られる。
【0043】
実施の形態10.
図10は、この発明の実施の形態10による通信レーダ装置を示す概念図であり、地上などのレーダ装置から、無人の航空機を制御することを可能にしたものである。
図10において、25〜28、36、43は図5におけるものと同一のものである。30、31、33、47は図6におけるものに相当するが、無人航空機55に搭載されている。45は通信レーダ装置43の目標位置及びコマンド送信部である。
【0044】
次に、動作について説明する。
実施の形態9で、航空機とレーダ間でのデータ通信を行いジャイロなどがなくても、航空機が自身の位置情報を得られる通信レーダ装置を提供したが、実施の形態10では、通信レーダ装置43から位置情報のみならず、航空機の制御コマンドを送付することで、無人航空機55を制御するようにした。ただし、通信レーダ装置43に目標位置及びコマンド送信部45を有し、無人航空機55に目標位置及びコマンド受信部47を有する必要がある。
【0045】
実施の形態10によれば、実施の形態9と同様の効果が得られると共に、無人航空機の制御が可能になるという効果が得られる。
【0046】
実施の形態11.
図11は、この発明の実施の形態11による通信レーダ装置を示す概念図であり、複数のレーダを用いて、同じ目標に対して送信を行い、送信波の干渉を利用することで、反射電力の強い電波を受信することを可能とする通信干渉縞利用レーダ装置である。
図11において、23、38は図3におけるものと同一のものである。56はネットワーク化された複数のレーダ装置である。
【0047】
次に、動作について説明する。
実施の形態1では、送受信局間でデータ通信を行う通信レーダ装置を提供した。送信局が複数の場合、敵機などで反射した電波は、受信機の位置により強い受信波と弱い受信波となる状況が存在する。実施の形態11では、このことを利用し、ネットワーク化された複数のレーダ装置56は、受信を行う味方機38の位置情報を常に確認して、味方機38の位置で常に干渉が強くなるような反射波を生じるタイミングにてレーダ波の送信を行うようにする。これにより受信側では、常に強い受信レベルでレーダ波を受信することが可能となる。
【0048】
実施の形態11によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、味方機は遠方で敵機の探知を行え、また遠方に味方機がある場合でも、データ通信が行えるという効果が得られる。
【0049】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
通信データ信号を送信する通信用データ送信部と、この通信用データ送信部によって送信された通信データ信号を変調する変調器と、この変調器によって変調された通信データ信号を通信データ付きレーダ波として目標に対して送信する送信機とをそれぞれ有する複数の送信局、
この送信局の送信機によって送信され、目標によって反射された通信データ付きレーダ波を受信する受信機と、この受信機によって受信された通信データ付きレーダ波から通信データ信号を復調する復調器と、この復調器によって復調された通信データ信号を受信する通信用データ受信部とを有する受信局を備え、
複数の送信局は、複数の送信局と目標と受信局との位置関係に応じて通信データ付きレーダ波の位相を制御して送信することにより、受信局を通信データ付きレーダ波の強い干渉領域に常に存在させるので、遠方に受信局がある場合でも、レーダ波によって通信を行うことができると共に、遠方の受信局で、目標の探知を行うことができる。
【0050】
また、受信局は、受信機によって受信された通信データ付きレーダ波から目標物の位置を検出するよう構成されているので、受信局で、目標物の位置を検出することができる。
また、送信局は、送信機によって送信された通信データ付きレーダ波を受信する送信局側受信機を有すると共に、送信局側受信機により受信された通信データ付きレーダ波から目標物の位置を検出するよう構成されているので、送信局で、目標物の検出を行うことができる。
【0051】
さらに、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、目標物の位置情報を含むので、受信局で、目標物の位置情報を確認することができる。
また、送信局と受信局とは、異なる場所に配置されているので、異なる場所間に配置された送信局と受信局との間で、レーダ波による通信を行うことができる。
【0052】
また、受信局は、移動体に配置されているので、移動体との間でレーダ波による通信を行うことができる。
さらにまた、移動体は、航空機であるので、航空機との間で、レーダ波による通信を行うことができる。
また、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、航空機の位置情報を含むので、航空機は、自身の位置情報を得ることができる。
【0053】
また、航空機は、無人航空機であると共に、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、無人航空機の制御コマンドを含むので、レーダ波を無人航空機の制御に用いることができる。
加えて、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、無人航空機の位置情報を含むので、無人航空機は、自身の位置情報を得ることができる。
【0054】
また、移動体は、ミサイルであると共に、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、ミサイルの制御コマンドを含むので、レーダ波をミサイルの制御に用いることができる。
【0055】
さらに、受信局は、通信データ信号を送信する受信局側通信用データ送信部と、この受信局側通信用データ送信部によって送信された通信データ信号を変調する受信局側変調器と、この受信局側変調器によって変調された通信データ信号を通信データ付きレーダ波として送信する受信局側送信機とを有するので、送信局及び受信局は、レーダ波による双方向通信を行うことができる。
【0056】
また、送信局の送信する通信データ付きレーダ波は、飛行物体を介して送信されるので、電波見通し外とのレーダ波による通信を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図2】この発明の実施の形態2による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図3】この発明の実施の形態3による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図4】この発明の実施の形態4による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図5】この発明の実施の形態5による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図6】この発明の実施の形態6による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図7】この発明の実施の形態7による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図8】この発明の実施の形態8による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図9】この発明の実施の形態9による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図10】この発明の実施の形態10による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図11】この発明の実施の形態11による通信レーダ装置を示す概念図である。
【図12】従来のレーダの基本原理を示す概念図である。
【図13】従来のバイスタティックレーダを示す概念図である。
【符号の説明】
21 送信局、22 受信局、23 敵機、
24,51 通信用データ送信部、25,52 変調器、
26,53 送信機、27,29 アンテナ、28,33 同期装置、
30,36 受信機、31 復調器、32 通信用データ受信部、
35 目標位置及び通信用データ送信部、
37 目標位置及び通信用データ受信部、38 味方機、
40,44 レーダ装置、41 飛行物体、43 通信レーダ装置、
45 目標位置及びコマンド送信部、46 ミサイル、
47 目標位置及びコマンド受信部、49 他レーダ、50 航空機、
54 ジャイロ情報、55 無人航空機、56 複数のレーダ装置。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication radar apparatus that not only knows the position of a target but also enables data communication with a receiving apparatus by transmitting a communication wave on a radar wave.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 is a conceptual diagram showing the basic principle of a conventional radar.
In FIG. 12, 1 is a transmitter that radiates a radio wave having a specific frequency into short pulses and radiates from a
In many cases, the transmitting
[0003]
Further, in the “bistatic radar system” described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-230975, a target is obtained even when the transmitting station and the receiving station are moving in a bistatic radar system in which the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged at different locations. Disclosed is a method for observing the position of an object.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a conventional bistatic radar.
In FIG. 13, 3 is a target, 7 is a transmitting station, and 8 is a receiving station arranged at a location different from the transmitting station 7. 9 is a data transmission unit, 10 is a radar transmission unit that transmits a radar beam, 11 is a self-position detection unit that detects the position of the transmission station 7, 12 is a clock, and 9 to 12 constitute the transmission station 7.
[0004]
The data transmission unit 9 of the transmission station 7 converts the transmission station data such as the transmission schedule and movement position of the radar beam of the local station into binary code, and modulates the
However, in both monostatic radars and bistatic radars, radar waves only transmit dedicated pulses that perform the functions of target detection and target position calculation, and radar waves have a further role. It was not included.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
For example, a conventional radar installed on the ground can measure the distance and azimuth of an aircraft in flight, but cannot perform data communication with the aircraft. There is a problem that a communication-specific equipment must be prepared and a communication transmission wave having a frequency different from that of the radar transmission wave must be radiated.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and is a communication radar that detects a target and calculates a position of the target and enables data communication between the transmitting side and the receiving side. The purpose is to obtain a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the communication radar apparatus according to the present invention, a communication data transmission unit for transmitting a communication data signal, a modulator for modulating the communication data signal transmitted by the communication data transmission unit, and the modulator modulated by the modulator Communication data signal as radar wave with communication dataAgainst the goalWith the transmitter to sendRespectivelyHavepluralTransmitting station,
Sent by the transmitter of this transmitter stationReflected by the targetA receiver for receiving a radar wave with communication data, a demodulator for demodulating a communication data signal from a radar wave with communication data received by the receiver, and a communication for receiving a communication data signal demodulated by the demodulator And a receiving station having a data receiving unit,
The multiple transmitting stations control the phase of the radar wave with communication data according to the positional relationship between the multiple transmitting stations, the target, and the receiving station, thereby transmitting the receiving station with a strong interference area of the radar wave with communication data. Always presentIs.
[0008]
The receiving station is configured to detect the position of the target from the radar wave with communication data received by the receiver.
The transmitting station has a transmitting station side receiver that receives the radar wave with communication data transmitted by the transmitter, and detects the position of the target from the radar wave with communication data received by the transmitting station side receiver. It is configured to do.
[0009]
Furthermore, the radar wave with communication data transmitted from the transmitting station includes position information of the target.
Further, the transmitting station and the receiving station are arranged in different places.
[0010]
The receiving station is arranged on the mobile body.
Furthermore, the moving body is an aircraft.
The radar wave with communication data transmitted from the transmitting station includes position information of the aircraft.
[0011]
Further, the aircraft is an unmanned aircraft, and the radar wave with communication data transmitted by the transmitting station includes a control command for the unmanned aircraft.
In addition, the radar wave with communication data transmitted by the transmitting station includes position information of the unmanned aircraft.
[0012]
Further, the mobile body is a missile, and the radar wave with communication data transmitted by the transmitting station includes a missile control command.
[0013]
Further, the receiving station includes a receiving station side communication data transmitting unit for transmitting a communication data signal, a receiving station side modulator for modulating the communication data signal transmitted by the receiving station side communication data transmitting unit, and the receiving station. A receiving station side transmitter for transmitting a communication data signal modulated by the station side modulator as a radar wave with communication data.
The radar wave with communication data transmitted from the transmitting station is transmitted via a flying object.The
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
In FIG. 1, 21 is a transmitting station, 22 is a receiving station, and 23 is an enemy aircraft. The transmitting
24 is a communication data transmitter for transmitting communication information (communication data signal), 25 is a modulator for modulating communication information transmitted from the
[0015]
The receiving
29 is an antenna for receiving radar waves with communication data reflected by the
[0016]
Next, the operation will be described.
Conventionally, for example, as provided in “Bistatic Radar System” described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-230975, by modulating a radar wave, a target can be obtained even when a transmitting station and a receiving station move. Although the position of an object can be observed, in
Each of the
[0017]
Conventionally, when data communication is performed between the transmitting
Furthermore, since communication can be performed at the same frequency as the frequency used in the radar wave, there is an effect that frequency resources of radio waves can be saved. In addition, there is an effect that communication equipment can be reduced.
[0018]
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
In FIG. 2, 21 to 23, 25 to 31, and 33 are the same as those in FIG.
[0019]
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, the receiving
In the
[0020]
In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0021]
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
In FIG. 3,
[0022]
Next, the operation will be described.
In the second embodiment, a communication radar apparatus in which a communication wave is placed on a radar wave is provided as a bistatic radar. However, the same can be performed with a monostatic radar. For example, the case where dog fight etc. are performed on the battle field is assumed. The transmitting
In the above description, the case of reception by an aircraft has been described. However, the present invention is not limited to an aircraft and can be configured to be received by a mobile body.
[0023]
According to the third embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained even in the case of a monostatic radar.
[0024]
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
In FIG. 4, 23 is the same as that in FIG. 26, 27, and 36 correspond to the same reference numerals in FIG. 2, but are provided in the
[0025]
Next, the operation will be described.
Ordinary radar transmission waves cannot reach out of sight. For this reason, by installing a flying object 41 such as a balloon or an airship at a certain position and having a function of reflecting a radio wave, it is possible to detect an enemy aircraft 23 that is out of sight. The
[0026]
According to the fourth embodiment, it is possible to detect an enemy aircraft that is out of sight.
[0027]
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
In FIG. 5, 24 to 28 and 36 correspond to those in FIG. 1, but are arranged in the
[0028]
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, a communication radar apparatus that performs data communication between transmitting and receiving stations is provided. In the fourth embodiment, an apparatus that enables detection of an out-of-sight target is provided. In the fifth embodiment, by combining the two, data communication between the
[0029]
According to the fifth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the communicable range can be expanded, and the effect of enabling data communication with an out-of-sight target is obtained.
[0030]
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
In FIG. 6, 25 to 28 and 36 correspond to the same reference numerals in FIG. 2, but are arranged in the
[0031]
Next, the operation will be described.
In the second embodiment, an apparatus for calculating a target position and performing data communication between transmitting and receiving stations using a bistatic radar is provided. In the sixth embodiment, a receiving station is a missile in the bistatic radar. Semi-active homing missiles are controlled using the aircraft that launched the missile or a radar device for ground missile control. The missile knows the position of the enemy aircraft by receiving the radar wave reflected by the enemy aircraft. Further, the missile needs to directly receive a missile control command separately from the radar wave.
[0032]
In the sixth embodiment, the
[0033]
According to the sixth embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained, and further, the effect that the missile can be controlled from the radar is obtained. The same effect can be obtained even if the missile is out of sight from the radar.
[0034]
Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 7 of the present invention, in which data communication is performed with another place by placing a communication wave on the radar wave.
In FIG. 7, reference numerals 24-28, 36, and 43 are the same as those in FIG. 29 to 33 correspond to those denoted by the same reference numerals in FIG. 1, but are arranged in another
[0035]
Next, the operation will be described.
In the third embodiment, a communication radar apparatus that performs data communication between transmitting and receiving stations is provided. However, in the seventh embodiment, data communication with other locations is also possible. Conventionally, radar is networked, and the information obtained by receiving is often transmitted to other places or places where data is collected, and dedicated means for communication waves such as dedicated lines and millimeter waves are used. Data communication. In the seventh embodiment, the
[0036]
According to the seventh embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained, and in the case of a high-power radar, an effect that enables strong communication is obtained.
[0037]
Embodiment 8 FIG.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 8 of the present invention. When a radar wave carrying a communication wave is received, bidirectional communication information is added to the transmission wave. Communication is performed.
In FIG. 8, 24 to 28, 30 to 33, 36, 38 and 43 are the same as those in FIG. 51 is a communication data transmission unit (reception station side communication data transmission unit), 52 is a modulator (reception station side modulator), 53 is a transmitter (reception station side transmitter), and 51 to 53 are
[0038]
Next, the operation will be described.
In the third embodiment, a communication radar apparatus is provided that performs data communication between an aircraft and a radar by placing a communication wave on a radar wave, but this is a one-way communication from a transmitting station to a receiving station. In order to communicate from the station to the transmitting station, it is necessary to use another communication means. Therefore, in the eighth embodiment, the radar wave with communication data radiated from the
[0039]
According to the eighth embodiment, the same effect as in the third embodiment can be obtained, and the effect that bidirectional communication is possible can be obtained.
[0040]
Embodiment 9 FIG.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 9 of the present invention. A radar wave with position information of the aircraft attached to a radar apparatus whose position changes from the radar apparatus on the ground or the like. By transmitting, position confirmation can be performed on the aircraft side.
9, 25 to 28, 30, 31, 33, 36, 38 and 43 are the same as those in FIG. 35 and 37 are the same as those in FIG.
[0041]
Next, the operation will be described.
Conventionally, an aircraft has been loaded with equipment such as a gyro in order to confirm its own position, and a radar obtains position information of the aircraft by a radar wave. In the first embodiment, a communication radar apparatus that performs data communication between transmitting and receiving stations is provided. In the ninth embodiment, the
[0042]
According to the ninth embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the aircraft can obtain the position information of the aircraft itself from the radar even if the aircraft (friend machine) does not have position confirmation equipment. An effect is obtained.
[0043]
Embodiment 10 FIG.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 10 of the present invention, which makes it possible to control an unmanned aircraft from a radar apparatus such as the ground.
10, 25 to 28, 36 and 43 are the same as those in FIG. 30, 31, 33, and 47 correspond to those in FIG. 6, but are mounted on the
[0044]
Next, the operation will be described.
In the ninth embodiment, a communication radar device is provided in which the aircraft can obtain its own position information without performing a data communication between the aircraft and the radar and without a gyro. In the tenth embodiment, the
[0045]
According to the tenth embodiment, the same effect as in the ninth embodiment can be obtained, and the effect that the unmanned aircraft can be controlled can be obtained.
[0046]
Embodiment 11 FIG.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to an eleventh embodiment of the present invention. The transmission power is transmitted to the same target using a plurality of radars, and the reflected power is utilized by utilizing the interference of the transmission waves. This is a radar apparatus using communication interference fringes that makes it possible to receive strong radio waves.
11, 23 and 38 are the same as those in FIG.
[0047]
Next, the operation will be described.
In the first embodiment, a communication radar apparatus that performs data communication between transmitting and receiving stations is provided. When there are a plurality of transmitting stations, there are situations in which radio waves reflected by enemy aircraft become strong received waves and weak received waves depending on the position of the receiver. In the eleventh embodiment, by utilizing this fact, a plurality of
[0048]
According to the eleventh embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the friendly aircraft can detect enemy aircraft at a distance, and can perform data communication even when there is a friendly aircraft at a distance. can get.
[0049]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
A communication data transmitter for transmitting a communication data signal, a modulator for modulating the communication data signal transmitted by the communication data transmitter, and a communication data signal modulated by the modulator as a radar wave with communication dataAgainst the goalWith the transmitter to sendRespectivelyHavepluralTransmitting station,
Transmitted by the transmitter of this transmitter stationReflected by the targetA receiver for receiving a radar wave with communication data, a demodulator for demodulating a communication data signal from a radar wave with communication data received by the receiver, and a communication for receiving a communication data signal demodulated by the demodulator And a receiving station having a data receiving unit,
The multiple transmitting stations control the phase of the radar wave with communication data according to the positional relationship between the multiple transmitting stations, the target, and the receiving station, thereby transmitting the receiving station with a strong interference area of the radar wave with communication data. Always presentSoEven if there is a receiving station in the distance,Can communicate with radar wavesAt the same time, the target can be detected by a remote receiving station.
[0050]
Further, since the receiving station is configured to detect the position of the target from the radar wave with communication data received by the receiver, the receiving station can detect the position of the target.
The transmitting station has a transmitting station side receiver that receives the radar wave with communication data transmitted by the transmitter, and detects the position of the target from the radar wave with communication data received by the transmitting station side receiver. Therefore, the target can be detected at the transmitting station.
[0051]
Furthermore, since the radar wave with communication data transmitted from the transmitting station includes the position information of the target, the position information of the target can be confirmed at the receiving station.
Further, since the transmitting station and the receiving station are arranged at different locations, communication using radar waves can be performed between the transmitting station and the receiving station arranged between different locations.
[0052]
In addition, since the receiving station is arranged on the moving body, it can communicate with the moving body using radar waves.
Furthermore, since the mobile body is an aircraft, communication with radar waves can be performed with the aircraft.
Further, the radar wave with communication data transmitted from the transmitting station includes the position information of the aircraft, so that the aircraft can obtain its own position information.
[0053]
In addition, the aircraft is an unmanned aerial vehicle, and the radar wave with communication data transmitted from the transmitting station includes a control command for the unmanned aircraft, so the radar wave can be used for controlling the unmanned aircraft.
In addition, since the radar wave with communication data transmitted by the transmitting station includes the position information of the unmanned aircraft, the unmanned aircraft can obtain its own position information.
[0054]
Further, since the mobile body is a missile and the radar wave with communication data transmitted from the transmitting station includes a missile control command, the radar wave can be used for missile control.
[0055]
Further, the receiving station includes a receiving station side communication data transmitting unit for transmitting a communication data signal, a receiving station side modulator for modulating the communication data signal transmitted by the receiving station side communication data transmitting unit, and the receiving station. Since it has the receiving station side transmitter which transmits the communication data signal modulated by the station side modulator as a radar wave with communication data, a transmitting station and a receiving station can perform two-way communication by a radar wave.
[0056]
In addition, since the radar wave with communication data transmitted from the transmitting station is transmitted via a flying object, communication with a radar wave outside the radio wave sight is enabled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 7 of the present invention.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 9 of the present invention.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 10 of the present invention.
FIG. 11 is a conceptual diagram showing a communication radar apparatus according to Embodiment 11 of the present invention.
FIG. 12 is a conceptual diagram showing the basic principle of a conventional radar.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing a conventional bistatic radar.
[Explanation of symbols]
21 transmitting station, 22 receiving station, 23 enemy aircraft,
24, 51 data transmitter for communication, 25, 52 modulator,
26, 53 Transmitter, 27, 29 Antenna, 28, 33 Synchronizer,
30, 36 receiver, 31 demodulator, 32 communication data receiver,
35 Target position and data transmission unit for communication,
37 Target position and data reception unit for communication, 38 ally machine,
40, 44 radar device, 41 flying object, 43 communication radar device,
45 target position and command transmitter, 46 missiles,
47 Target position and command receiving unit, 49 Other radar, 50 Aircraft,
54 Gyro Information, 55 Unmanned Aircraft, 56 Multiple Radar Devices.
Claims (13)
この送信局の送信機によって送信され、上記目標によって反射された通信データ付きレーダ波を受信する受信機と、この受信機によって受信された通信データ付きレーダ波から通信データ信号を復調する復調器と、この復調器によって復調された通信データ信号を受信する通信用データ受信部とを有する受信局を備え、
上記複数の送信局は、上記複数の送信局と目標と受信局との位置関係に応じて上記通信データ付きレーダ波の位相を制御して送信することにより、上記受信局を上記通信データ付きレーダ波の強い干渉領域に常に存在させることを特徴とする通信レーダ装置。A communication data transmitter for transmitting a communication data signal, a modulator for modulating the communication data signal transmitted by the communication data transmitter, and a communication data signal modulated by the modulator as a radar wave with communication data A plurality of transmitter stations each having a transmitter for transmitting to a target ;
A receiver for receiving a radar wave with communication data transmitted by the transmitter of the transmitting station and reflected by the target; and a demodulator for demodulating a communication data signal from the radar wave with communication data received by the receiver; A receiving station having a communication data receiving unit for receiving a communication data signal demodulated by the demodulator ,
The plurality of transmitting stations control the phase of the radar wave with communication data according to the positional relationship between the plurality of transmitting stations, the target, and the receiving station, thereby transmitting the receiving station to the radar with communication data. A communication radar apparatus characterized by being always present in a strong wave interference area .
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