JP4664841B2

JP4664841B2 - 二次監視レーダ

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Publication number: JP4664841B2
Application number: JP2006072950A
Authority: JP
Inventors: 義則久慈; 善郎青木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP2007248296A

Description

本発明は、ＳＳＲモードＳトランスポンダを搭載した航空機を監視可能な二次監視レーダの改良に関する。

地上局の二次監視レーダ（以下、ＳＳＲと称する）がターゲットとする航空機には、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載した航空機とモードＳトランスポンダを搭載した航空機とがある。

ＡＴＣＲＢＳトランスポンダやモードＳトランスポンダを監視対象とするＳＳＲは、ビームドエルタイムＴ内を複数（例えば、４）スイープに分け、各スイープ内はさらにオールコール期間とロールコール期間とに分割される。

オールコール期間では、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載した航空機を対象とするモードＡ／Ｃ（一括）質問応答とモードＳトランスポンダを搭載した航空機を対象とするモードＳ専用一括質問（オールコール）応答が行われ、ロールコール期間では、モードＳ専用オールコールで捕捉し、モードＳアドレスや位置情報（レンジ，アジマス）を取得したターゲット（航空機）に対し、各質問応答が重ならないようにスケジューリングが行われ、モードＳ個別質問（ロールコール）応答が行われる。（例えば、非特許文献１参照。）。

なお、ビームドエルタイムＴとは、ＳＳＲの方位（アジマス）方向に回転走査（スキャン）する空中線の回転速度と送信ビーム幅とに基づく角度範囲に対応した時間であり、一義的に決定される。

図５は、従来のＳＳＲと、これにより監視されるターゲットとの位置関係を示した概観図で、図６は図５に示した処理部の構成図、また図７は、従来のオールコール期間ＴＡ及びロールコール期間ＴＲの質問応答の各タイミング並びにスケジューリングを例示した図である。

図５に示したように、センサである地上のＳＳＲは、空中線１と、空中線１に接続された送受信部２と、送受信部２に接続されてコンピュータを内蔵した処理部３とで構成され、送受信部２と処理部３とでインタロゲータを構成する。

一方、ターゲット（航空機）側は、ＳＳＲの空中線１からの質問を受信するとともに、その質問に対する応答、すなわちモードＡ／Ｃ応答やモードＳ応答をＳＳＲに向けて送信する空中線４と、空中線４に接続された送受信機５と、送受信機５に接続された信号処理器６からなり、送受信機５と信号処理器６とでトランスポンダを構成する。

図６にも示したように、ＳＳＲの空中線１は、送受信部２の送受切替器２１を介して、送信器２２及び受信器２３に接続され、送信器２２及び受信器２３は共通して処理部３に接続されている。

処理部３は、送信器２２に接続された送信制御器３１と、受信器２３に接続されたモードＳ応答処理器３２及びＡＴＣＲＢＳ応答処理器３３と、モードＳ応答処理器３２及び送信制御器３１に接続されたチャネル管理器３４と、このチャネル管理器３４、送信制御器３１、及びモードＳ及びＡＴＣＲＢＳの各応答処理器３２，３３に接続された監視処理器３５と、処理部３全体のシステムを統括制御すべく、空中線１の方位（アジマス）方向におけるシステムの動作や質問信号の発生等のタイミング信号を生成して供給するタイミング信号発生器３６とで構成されている。

なお、監視処理器３５には、ターゲットとの間の質問応答に必要な自サイトＩＤ（識別符号）やＰＲ（応答確率）値等のパラメータが予め設定されている。また同時に、監視処理器３５には、応答で得られたターゲットのレンジ（距離）やアジマス、並びに高度等のいわゆるターゲット情報が複数スキャンで得られたとき、複数スキャンの各ターゲット情報が、相関の範囲内にあるか否かの判断基準となるパラメータ、すなわち相関値も予め設定されている。

そこで、チャネル管理器３４は、タイミング信号発生器３６からの信号に基づき、図７（ａ）に示したように、ビームドエルタイムＴにおけるオールコール期間ＴＡ及びロールコール期間ＴＲの割り当て設定を行う。

またチャネル管理器３４は、オールコール時における図７（ｂ）に示したモードＳ専用一括質問ＱＡ１，ＱＡ２及びモードＡ／Ｃ質問Ｑに対する応答を受信するための、図７（ｃ）に示した検出ウィンドウ（ウィンドウの有効期間Ｗａ）の設定、及びその検出ウィンドウを介した図７（ｄ）に示すモードＳ応答Ａ１，Ａ２の受信に基づく、ロールコール時における個別質問Ｒ１１，Ｒ１２と、その質問に対応した個別応答Ａ１１，Ａ２１受信のための、図７（ｃ）に示した検出ウィンドウ（ウィンドウの有効期間Ｗｒ１，Ｗｒ２）のスケジューリング等を実行する。

さらにまた、チャネル管理器３４は、送信制御器３１及びモードＳ応答処理器３２のＲＦチャネルに関する動作を統括制御する。

なお、チャネル管理器３４におけるロールコール時のスケジューリングでは、ＲＦチャネルの有効活用のために、距離がより遠い方のターゲット（航空機）から順番に、各質問応答が重ならないようにスケジユールされる。

チャネル管理器３４により制御された送信制御器３１は、まず監視処理器３５から供給される自サイトＩＤ及びＰＲ値に基づき、オールコール期間ＴＡ（ＴＡ１）に応答確率１のモードＳ専用一括質問ＱＡ１とモードＡ／Ｃ専用質問Ｑを生成するので、各質問ＱＡ１，Ｑは、送信機２２、送受切替器２１を介して空中線１から送信される。

空中線１のビーム内において、モードＳ専用一括質問ＱＡ１やモードＡ／Ｃ質問Ｑに対するターゲットからの応答は、空中線１、送受切替器２１を介して受信器２３に供給され、受信器２３において、増幅検波及び量子化によるディジタル化された後、モードＳ応答処理器３２及びＡＴＣＲＢＳ応答処理器３３に供給される。

図７では、図７（ｂ）に示した応答確率１のモードＳ専用一括質問ＱＡ１に対し、図７（ｄ）に示したように、２機のターゲットからの応答Ａ１，Ａ２が、図７（ｃ）に示した検出ウィンドウを介してモードＳ応答処理器３２に供給されることを示している。

なお、各応答Ａ１，Ａ２は、ターゲットからＤＦ（Downlink Format）＝１１で送信されたことを示し、また各応答Ａ１，Ａ２には、それぞれ固有のモードＳアドレス（861111,860123）等の情報が含まれている。なお、図７では、説明の複雑化を避けるため、モードＡ／Ｃ質問Ｑに対する応答（ターゲット）はなかったものとし、図示していない。

応答Ａ１，Ａ２を導入したモードＳ応答処理器３２は、各応答Ａ１，Ａ２の有するアドレスや位置等のターゲット情報から、ＳＳＲ（自サイト）から当該ターゲットまでの距離やターゲットの方位等を推定するとともに、自サイトＩＤとＰＩ（ Parity/InterrogatorID ）フィールドが一致するか否かを判定し、一致した応答を処理対象応答として、チャネル管理器３４及び監視処理器３５に供給する。一致しない応答データは処理対象外として破棄される。

オールコール時において処理対象とされた応答の供給を受けた監視処理器３５は、空中線１の前回のスキャンの同方位で得られた応答との間で、モードＳオールコールが一致し、かつ距離及び方位が予め指定された範囲内にあり、しかも予め設定された相関の範囲内にある応答について、検出レポートを作成して登録し出力する。ここで、相関がとれない応答データは破棄される。

また、相関を有するとされた応答のターゲット情報は、監視処理器３５からチャネル管理器３４に供給される。

図７では、応答Ａ１，Ａ２はいずれも相関がとれたものとし、監視処理器３５から応答Ａ１，Ａ２に関するターゲット情報（レンジ，アジマス情報）を受けたチャネル管理器３４は、距離の遠いターゲットから順にスケジューリングを行い、スケジュール結果を送信制御器３１及びモードＳ応答処理器３２に供給する。

チャネル管理器３４による、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示した応答Ａ１，Ａ２に対応した個別質問Ｒ１１，Ｒ１２のスケジューリングにより、送信制御器３１はその個別質問Ｒ１１，Ｒ１２が空中線１を介して送信されるので、受信した各対応するターゲットのトランスポンダからの個別応答Ａ１１，Ａ２１は、空中線１、送受切替器２１、受信器２３を介して受信され、オールコール時と同様に、増幅検波及びディジタル化されてモードＳ応答処理器３２に供給される。

図７（ｃ）に示したパターンの検出ウィンドウを介して個別応答Ａ１１，Ａ２１を取り込んだモードＳ応答処理器３２は、プリアンブル検出及びメッセージ解読等を行うと同時に、オールコール時に捕捉したターゲットのアドレスを予測モードアドレスとし、その予測モードアドレスとロールコール時に受信して解読したアドレスとが一致するか否か判定し、アドレスが一致したターゲットの個別応答Ａ１１，Ａ２１を処理対象として監視処理器３５に供給する。なお、図７では、個別質問Ｒ１１，Ｒ１２はＵＦ（Uplink Format）＝４で送信され（図７（ｂ））、それに対応したターゲットからの個別応答Ａ１１，Ａ２１は、ＤＦ（Downlink Format）＝４で送信されたことを示している（図７（ｄ））。

モードＳ応答処理器３２において処理対象と判定された個別応答は、監視処理器３５において、検出レポートの作成、登録、及び出力が行われわれ、処理対象外のデータは破棄される。

スイープ１におけるオールコール（ＴＡ１）、及びロールコール（ＴＲ１）が終了後はスイープ２へと移行し、同様な動作が繰り返される。

ところで、オールコール期間ＴＡにおいては、モードＳ専用一括質問は、ビーム内に存在するターゲット全てを対象とするものであるから、例えば覆域内で距離差が小さくターゲットが混雑したような状況のもとでは、時間軸上で複数の応答が重なり重畳信号となって受信されることがある。

すなわち、確率応答１で送信されるモードＳ専用一括質問は、同一送信ビーム内にあって、例えば２機のターゲットが、地上局のＳＳＲとの間の距離差がないかごく小さい場合は、図８（ｄ）に示したように、オールコール期間ＴＡ１において、二つのターゲットからの応答Ａｘ１，Ａｘ２が重なり合った波形Ａｘとして受信されることがある。

このように、複数ターゲットからの応答が重なり合った状態では、ＳＳＲ側でこれらの方位や距離情報は得ることができるとしても、これらの応答を分離し、個別に各アドレスを引き出すことは不可能である。

そこで、ＳＳＲでは、オールコール期間の質問の応答確率を、常に１／２等にして確率捕捉を行っている。

あるスキャンにおける確率応答１／２のモードＳ専用一括質問ＱＡの送信により、もしも重なり合ったターゲットのうちの一方（Ａｘ１）が応答し捕捉されたとし、引き続きターゲットが重なり続けたとしても、その後のスキャンにおける確率応答１／２のモードＳ専用一括質問ＱＡの送信により、残った他方のターゲット（Ａｘ２）を捕捉検出の可能性が生じる。なお、このとき先に捕捉されたターゲット前回までのスイープでのモードＳ専用一括質問においてすでに捕捉されたターゲット（Ａｘ１）に対しては、応答しないように、ロックアウトがかけられている。

ＳＳＲモードＳの質問応答について主に説明したが、共用されるＳＳＲモードＡ／Ｃの応答は、オールコール時におけるＡＴＣＲＢＳ応答処理器３３での受信処理、及び監視処理器３５におけるスキャン間の相関の有無の判定を経てレポート出力される。

従来のＳＳＲの構成及び動作について説明したが、モードＳ質問応答の手順を、図６ないし図８の構成図に加え、図９に示したフローチャートを参照してさらに説明する。

まず、モードＳ応答処理器３２は、図９に示したように、検出ウィンドウを介して応答確率１で送信されたモードＳオールコールに対するモードＳ専用一括応答を導入し（ステップ９Ａ）、ここで自サイトＩＤとＰＩフィールドが一致するか否か判定し（ステップ９Ｂ）、一致する（ＹＥＳ）と判定された応答のターゲット（レンジ及びアジマス）情報は、処理対象として監視処理器３５に供給されメモリ（記憶）される（ステップ９Ｃ）。

ステップ９Ｂで自サイトＩＤとＰＩフィールドが一致しない（ＮＯ）と判定された応答は、破棄される。すなわち、図８（ｄ）に示したように、重なり合ったターゲットの応答Ａｘ（Ａｘ１，Ａｘ２）は破棄される。

続いて、監視処理器３５は、メモリをサーチして前回スキャンのターゲット情報を読み出し、モードＳ専用一括質問の応答であり、その読み出したターゲット情報と、今回のターゲット情報とが予め指定された相関の範囲内にあるか否かを判定する（ステップ９Ｄ）。

ステップ９Ｄにおいて、読み出したターゲット情報がモードＳ専用一括質問の応答でない場合はもちろんのこと、読み出したターゲット情報がモードＳ専用一括質問の応答であっても、両者の相関が所定範囲内にないとき（ＮＯ）は、そのデータは破棄される。

ステップ９Ｄにおいて、モードＳ専用一括質問の応答であり、その読み出したターゲット情報と、今回のターゲット情報とが予め指定された相関の範囲内にある（ＹＥＳ）と判定されたときには、監視処理器３５は、検出レポートの作成、登録、及び出力を実行する（ステップ９Ｅ）、とともにステップ９Ｆに移行する。

ステップ９Ｆにおいて、チャネル管理器３４及び送信制御器３１は、監視処理器３５から、相関が取れたターゲット情報の供給を受け、相関が取れたターゲット情報に対応したスケジューリングを行い、ロールコールを実行する。

ステップ９Ｆにおけるロールコールにより、対応するターゲットからの応答が、検出ウィンドウを介してモードＳ応答処理器３２に導入されるので、モードＳ応答処理器３２は、プリアンブル検出等によるデータ解読を行い出力する（ステップ９Ｇ）。

続いて、モードＳ応答処理器３２は、モードＳアドレスが予め予測されたモードＳアドレスと一致するか否か判定し（ステップ９Ｈ）、モードＳアドレス等のデータが予め予測されたアドレスと一致している（ＹＥＳ）と判定したときには、処理対象として監視処理器３５に供給するとともに、ステップ９Ｅに移行し、監視処理器３５は、検出レポートの作成、登録、及び出力を行うと同時に、ステップ９Ｉに移行し、チャネル管理器３４及び送信制御器３１は、応答確率１による次のオールコールを実行し、ステップ９Ａに戻る。

ステップ９Ｈにおいて、モードＳアドレス等のデータが予め予測されたアドレスと一致していない（ＮＯ）と判定されたとき、データは破棄される。
吉田孝監修「改定レーダ技術」社団法人電子情報通信学会、平成８年１０月１日発行

上記のように、モードＳ専用一括質問及びその応答において、モードＳ専用オールコール質問に対するターゲットからの応答が複数重なり、重畳状況で受信されたとき、その応答信号を個々に分離して識別して解読することは不可能となり、受信データは破棄された。

このような状態を解消するために、確率捕捉が行われる。

しかしながら、オールコール時において、応答確率１／２以下での確率捕捉を行った場合、監視対象のターゲットに対するヒット数は低下し、受信情報量は減少するから、ターゲット捕捉確率が低下する。

また、ターゲットの重なり数が多いと想定された状況のもとでは、オールコールにおける応答確率を１／２から、さらに１／４，１／８と引き下げることになるので、モードＳオールコールへの応答数は更に低下することとなる。

確率捕捉を行うことなく、分離された応答を得ようとするには、飛行する各ターゲットのＳＳＲとの間の距離に差が生じるまで、時間の経過を待つことになるが、それではターゲット（航空機）に対し適正な監視を行うタイミングを失してしまう恐れがある。

また、フォルス（誤り）観測が発生しやすい電波環境下においては、上記のように、捕捉までの時間遅れや、捕捉に必要なヒット数が低下すると、フォルス応答と正常応答との判別がより困難になるという現象も発生する。

そこで、本発明は、たとえ受信応答波形が重畳したとしても、オールコール時におけるターゲット検出率を低下させることなく、また重畳信号のターゲットを迅速に分離して識別可能な二次監視レーダを提供することを目的とする。

本発明の二次監視レーダは、オールコール期間に受信されたモードＳ専用オールコール応答信号から、複数のターゲットの重畳信号を検出する第１検出手段と、この第１検出手段により検出された重畳信号のターゲット情報に基づくスケジュールをロールコール期間に設定し、その設定されたスケジュールにより、前記複数のターゲットの各々が応答する確率である応答確率を１／２以下に設定してモードＳ専用オールコール質問を送信する第１送信手段と、この第１送信手段により送信された前記モードＳ専用オールコール質問に対応した前記ターゲットからの応答信号を検出する第２検出手段と、この第２検出手段により検出された前記応答信号に対応するターゲットに向けてモードＳロールコール質問を送信する第２送信手段と、この第２送信手段によって送信された前記モードＳロールコール質問に対するロールコール応答を受信して解読する解読手段とを具備することを特徴とする。

上記のように、本発明の二次監視レーダは、オールコール期間に受信されたモードＳ専用オールコール応答信号が重畳信号であるとき、そのターゲットに対する確率捕捉をロールコール期間でのスケジューリングにより、応答確率１／２以下のモードＳ専用オールコール質問を送信する第１送信手段を有する。

このように、重畳した応答波形のターゲットが存在したときでも、ロールコール期間での確率捕捉によりこれを分離して検出できるので、オールコール時において確率捕捉を行なわずに済み、オールコール時における検出率を維持させることができる。

以下、本発明による二次監視レーダの一実施例を図１ないし図４を参照して詳細に説明する。なお、図５ないし図９に示した従来の二次監視レーダと同一構成には同一符号を付して、詳細な説明は省略する。

図１は、本発明に係る二次監視レーダ（ＳＳＲ）の一実施例を示した構成図である。

すなわち、図１に示したように、センサである地上局のＳＳＲは、空中線１と、空中線１に接続された送受信部２と、送受信部２に接続されてコンピュータを内蔵した処理部３とで構成される。

空中線１は、送受信部２の送受切替器２１を介して、送信器２２及び受信器２３に接続され、送信器２２及び受信器２３は処理部３に接続されている。

処理部３は、送信器２２に接続された送信制御器３１と、受信器２３に接続されたモードＳ応答処理器３７及びＡＴＣＲＢＳ応答処理器３３と、モードＳ応答処理器３７及び送信制御器３１に接続されたチャネル管理器３８と、このチャネル管理器３８、送信制御器３１、及びモードＳ及びＡＴＣＲＢＳの各応答処理器３７，３３に接続された監視処理器３９と、処理部３全体のシステムを統括制御し、空中線１の方位（アジマス）方向におけるビーム走査のタイミング信号を生成して供給するタイミング信号発生器３６とで構成されている。

監視処理器３９には、ターゲット（航空機）に対する質問応答に必要な自サイトＩＤやＰＲ値等のパラメータが予め設定されている。また、監視処理器３９は、ターゲットとの間の質問応答により、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダ及びモードＳトランスポンダからの応答データに基づいて得られたターゲット情報により、検出レポートを作成し、登録し、出力する。また、従来と同様に、モードＳトランスポンダ搭載のターゲットに関し、相関処理を行うための相関値も予め設定されている。

チャネル管理器３８は、タイミング信号発生器３６からの信号に基づき、ビームドエルタイムＴにおけるオールコール期間及びロールコール期間の割り当てと、監視処理器３９からのターゲット情報に基づくロールコール期間内のスケジューリングと、送受切替器２１の切り替え動作に同期した検出ウィンドウを設定するとともに、送信制御器３１及びモードＳ応答処理器３７、並びにＡＴＣＲＢＳ応答処理器３３のＲＦチャネルに関する動作を統括制御する。

ＳＳＲでは、従来と同様に、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダ及びモードＳトランスポンダからの応答データに基づいたターゲット情報を得て、その検出レポートを作成、登録し出力する。なお、ＡＴＣＲＢＳトランスポンダを搭載したターゲットからの応答信号の処理は、従来と同様に行われる。

そこで、図１の構成図、図２及び図３に示したスケジュール図、及び図４に示した動作の概略手順を示したフローチャートを参照して、この実施例におけるＳＳＲの構成及び動作を詳細説明する。

なお、図２及び図３に示したスケジュール図は、図８に示した従来のＳＳＲのスケジュール図に対応して示した図であり、また図４に示したフローチャートにおいて、図９に示した従来のステップと同一内容のステップには、同一符号を付して、詳細説明は省略する。

まず、図２（ａ）に示したオールコール期間ＴＡ１において、送信器２２及び空中線１を介して送信された、図２（ｂ）に示す応答確率１のモードＳ専用一括質問ＱＡ１及びＡＴＣＲＢＳ一括質問Ｑに対し、ターゲットからの応答Ａ２，Ａｘは、空中線１、受信器２３を介して受信され、図２（ｃ）に示した検出ウィンドウＷａによりモードＳ応答処理器３７に導入される（ステップ９Ａ）。

なお、図２は、図８に示したのと同様に、オールコール期間ＡＴ１におけるモードＳ専用一括質問ＱＡ１に対し、二つのターゲットからの応答Ａｘ１，Ａｘ２が重なり合った波形Ａｘとして受信されたことを示している。また、以下の説明では、説明の複雑さを避けるために、従来と同様に、ＡＴＣＲＢＳ一括質問Ｑに対する応答はなかったものとする。

そこで、モードＳ応答処理器３７は、各応答Ａｘ，Ａ２に関し、自サイトＩＤとＰＩフィールドが一致するか否か判定し（ステップ９Ｂ）、ここで一致する（ＹＥＳ）と判定された応答（Ａ２）は正常な応答と判断され、図９に示した従来のステップ９Ｃ以降の処理手順へ、すなわちステップ９Ｃのターゲット情報（レンジ・アジマス）の取得及びメモリ操作、及びそれに続くステップ９Ｄのメモリサーチによる同一モードＳオールコールがあり、かつそれらターゲット情報の相関有無の判定・・・へと順次移行する。

ここで、ステップ９Ｂにおいて自サイトＩＤとＰＩフィールドが一致しない（ＮＯ）と判定された応答（Ａｘ）のデータは、モードＳ応答処理器３７では処理対象外とされ、同様に、監視処理器３９に送信される。

そこで、ステップ９Ｂにおいて、モードＳ応答処理器３７では、自サイトＩＤとＰＩフィールドとが一致せず（ＮＯ）、処理対象外とされて監視処理器３９に伝送された応答（Ａｘ）のデータは、ステップ４Ａに移行し、監視処理器３９において、そのターゲット情報（レンジ・アジマス）の取得が行われメモリされる。

ステップ４Ａの後ステップ４Ｂへと移行し、ステップ４Ｂでは、監視処理器３９において、メモリをサーチし、今回応答（Ａｘ）のターゲット情報（レンジ・アジマス）と相関がとれる応答があるか否か判定する。

ステップ４Ｂにおいて、レンジ及びアジマスのターゲット情報に相関がとれたもの（ＹＥＳ）は、重なっていると判定し、ターゲット情報に登録し、ステップ４Ｃに移行する。

つまり、監視処理器３９は、ステップ４Ａ，４Ｂにより、オールコール期間ＴＡに受信されたモードＳ専用オールコール応答（Ａｘ）の中から、複数のターゲットが重畳した応答（Ａｘ、すなわち、重畳信号）を検出する第１検出手段の役割を担う。

ステップ４Ｂにおいて、レンジ及びアジマスのターゲット情報に相関がとれない（ＮＯ）データは、もともと自サイトＩＤとＰＩフィールドとが一致しない（ＮＯ）応答データでもあることから、監視対象外として破棄される。

次に、ステップ４Ｃでは、監視処理器３９において重なっている（ＹＥＳ）と判定された応答（Ａｘ）のターゲット情報が、監視処理器３９からチャネル管理器３８に供給され、チャネル管理器３８は、その重なり程度に対応した１／２以下の応答確率を選択し、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示したように、続くロールコール期間ＴＲ１において、確率捕捉（ここでは、応答確率１／２）のモードＳ専用一括質問ＱＡｘのスケジューリングを行い、送信制御器３１を制御して送信する。

すなわち、チャネル管理器３８及び送信制御器３１は、重畳するターゲット情報に対応した、応答確率１／２以下のモードＳ専用オールコール質問ＱＡｘを、ロールコール期間ＴＲにスケジューリングして送信する第１送信手段の役割を担う。

図２（ｄ）は、ロールコール期間ＴＲ１において、確率捕捉（応答確率１／２）のモードＳ専用一括質問ＱＡｘが送信され、重なり合ったターゲットの一方の応答Ａｘ１が、図２（ｃ）に示した検出ウィンドウＷｒ１を介して、モードＳ応答処理器３７に供給され検出されたことを示したものである。

すなわち、このときのモードＳ応答処理器３７は、ロールコール期間ＴＲ１における、確率捕捉のオールコールＱＡｘの送信により、重なり合ったターゲットの一方の応答Ａｘ１を分離して受信し、それを検出する第２検出手段の役割を担う。

なお、図２において、オールコール期間ＴＡ１では重なることなく捕捉されたターゲット（Ａ２）は、次のロールコール（ＴＲ１）により、検出ウィンドウＷｒ２を介して検出されたことを示している。このロールコール（ＴＲ１）で検出されたターゲットＡ２のデータは、モードＳ応答処理器３７でプリアンブル検出及びメッセージ解読が行われ、監視処理器３９に伝送される。

また、図２では、重なり検出（Ａｘ）に対応した応答確率（例えば、１／２）で、ロールコール期間ＴＲ１におけるオールコール（ＱＡｘ）の実行により、一方のターゲットＡｘ１が検出ウィンドウＷｒ１を介して分離検出されたことを示したものであるが、あいにく、このロールコール期間ＴＲ１におけるオールコール（ＱＡｘ）においても、依然としてターゲット（Ａｘ）が分離されることなく重なり検出されることもある。

そこで、ステップ４Ｄに移行し、ロールコール期間ＴＲ１におけるオールコールの応答が重なっているか（Ａｘ）、否か（Ａｘ１）判定し、重なっている（ＹＥＳ）と判定されたときには、ステップ４Ｃに戻り、次のスイープ２のロールコール期間ＴＲ２でのオールコール（ＱＡｘ）が実行されるので、重なりが解消されるまで、順次ロールコール期間ＴＲにおけるオールコールの確立捕捉が繰り返される。なお、このステップ４Ｄにおける、重なっているか否かは、詳細説明は省略するが、上述のように監視処理器３９において判定される。

ステップ４Ｄにおいて、ロールコール期間ＴＲ１におけるオールコールの応答が重なっていない（ＮＯ）と判定されたとき、次のステップ４Ｅに移行する。

図２は、ターゲット応答Ａｘ１が重なっていない（ＮＯ）と判定された場合を示したもので、ステップ４Ｅにおいて、重なっていない（ＮＯ）ターゲット応答Ａｘ１の情報はモードＳ応答処理器３７からチャネル管理器３８に伝送され、図３（ｂ）に示したように、次のスイープ２のロールコール期間ＴＲ２においてロールコール質問（Ｒ１（Ａｘ１）：ロックアウトコマンドを含む）され、図３（ｃ），（ｄ）で示したように、対応する検出ウィンドウＷｒ１を介して受信（Ａｘ１）され、次のステップ４Ｆに移行する。

ステップ４Ｆにおいて、（このロールコール期間で取得した先のオールコール応答（Ａｘ１）の）検出信号は、モードＳ応答処理器３７においてプリアンブル検出及びメッセージ解読が行われた後、ステップ４Ｇに移行し、引き続き、モードＳ応答処理器３７において、モードＳアドレスが予測と一致したか否か判定され、一致した場合（ＹＥＳ）は処理対象とされ、ステップ９Ｅ及びステップ９Ｉに移行する。

ステップ９Ｅでは、監視処理器３９において、検出レポートの作成、登録、出力が行われる。

また、ステップ９Ｉでは、チャネル管理器３８及び送信制御器３１による応答確率１での次のスイープのオールコール質問が実行され、ステップ９Ａに戻る。

ステップ９Ｉでは、図３に示したように、次のスイープ３におけるオールコール期間ＴＡ３におけるオールコール質問ＱＡ３が実行されるので、質問応答により、スイープ１，２では分離検出されずに残った他方の重畳ターゲットＡｘ２（ＤＦ＝１１）が応答し検出される。

（なお、スイープ３に先立ち、スイープ２のオールコール期間ＴＡ２において、応答確率１のオールコール質問ＱＡ２及びＡＴＣＲＢＳ一括質問Ｑが行われるが、図３（ｄ）に示したように、重なりあったターゲットＡｘの応答は、引き続きスイープ１におけると同様に重なりあった状態で検出されることになるので、これに対してもステップＡ以下の検出操作が実行される。）
そこで、先のステップ４Ｇにおいて、モードＳ応答処理器３７での処理において、モードＳアドレスが予測と一致しない（ＮＯ）と判定された場合は処理対象外とされ、次のステップ４Ｈに移行し、再度、次のロールコール期間において、確率捕捉のオールコール質問が送信される。

このように、この実施例にかかる二次監視レーダによれば、時間軸上で応答が重複していると判定されたターゲットに対し、予測される重なり数に見合った応答確率（すなわち、応答確率１／２以下）を選択し、当該ターゲット情報に対応したスケジュールを他のロールコールのスケジュールと合わせ、ロールコール期間ＴＲに行い、オールコール及びロールコールを実行し、オールコール期間では応答確率１によるモードＳ専用一括質問を実行するのでターゲット検出率を維持できる。

また、ＳＳＲからの距離（レンジ）がほぼ同じ領域内で飛行する航空機が複数存在し、重畳した応答信号により航空機を各別に識別が困難であるとき、すなわち、ロールコール期間における応答確率１／２以下のモードＳ専用一括質問によっても、分離検出できない状況のもとでは、オールコール期間においても確率捕捉を平行させても良い。

また、上記実施例の説明において、処理部３はハードウエアで構成されているかのように説明したが、実際には、処理部３における各信号処理はコンピュータのソフトウエア上で実現される。

本発明に係る二次監視レーダの一実施例を示した構成図である。図１に示した二次監視レーダのスケジュール説明図である。図２に続く、図１に示した二次監視レーダのスケジュール説明図である。図１に示した二次監視レーダの動作手順を示したフローチャートである。従来の二次監視レーダによる監視状態を示した概観図である。図５に示した二次監視レーダの構成図である。図５に示した二次監視レーダのスケジュール説明図である。図５に示した二次監視レーダが重複ターゲットを検出したときのスケジュール説明図である。図５に示した二次監視レーダのオールコール捕捉からロールコール捕捉までの動作手順を示したフローチャートである。

符号の説明

１空中線
２送受信部
２１送受切替器
２２送信器
２３受信器
３処理部
３１送信制御器（第１，第２送信手段）
３２モードＳ応答処理器
３３ＡＴＣＲＢＳ応答処理器
３４チャネル管理器
３５監視処理器
３６タイミング信号発生器
３７モードＳ応答処理器（第２検出手段、解読手段）
３８チャネル管理器（第１，第２送信手段）
３９監視処理器（第１検出手段）

Claims

オールコール期間に受信されたモードＳ専用オールコール応答信号から、複数のターゲットの重畳信号を検出する第１検出手段と、
この第１検出手段により検出された重畳信号のターゲット情報に基づくスケジュールをロールコール期間に設定し、その設定されたスケジュールにより、前記複数のターゲットの各々が応答する確率である応答確率を１／２以下に設定してモードＳ専用オールコール質問を送信する第１送信手段と、
この第１送信手段により送信された前記モードＳ専用オールコール質問に対応した前記ターゲットからの応答信号を検出する第２検出手段と、
この第２検出手段により検出された前記応答信号に対応するターゲットに向けてモードＳロールコール質問を送信する第２送信手段と、
この第２送信手段によって送信された前記モードＳロールコール質問に対するロールコール応答を受信して解読する解読手段と
を具備することを特徴とする二次監視レーダ。
前記第１送信手段は、前記ロールコール期間に前記第１送信手段により送信された前記モードＳ専用オールコール質問に対応する応答信号が分離検出できない複数のターゲットの重畳信号である場合に、前記オールコール期間において、前記応答確率を１／２以下に設定してモードＳ専用オールコール質問を送信することを特徴とする請求項１に記載の二次監視レーダ。