JP4916678B2 - レーダ装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明の参考例1によるレーダ装置を示す構成図である。
図において、レーダ装置は、第1の送受信部100、第2の送受信部200、パルス制御部300からなる。第1の送受信部100および第2の送受信部200は、複数のパルス送信手段を構成するもので、それぞれが目標検出のためのパルスを送信する機能を有している。
共通信号処理部304は、第1の送受信部100および第2の送受信部200に対してパルスを制御するように共通パルス制御部302に対して指示を行う。共通パルス制御部302は、共通信号処理部304の指示に基づき、同じ変調方式で同一のパルスを発生させるようにパルス変調部103,203に対して指示を行う。パルス変調部103,203では、共通パルス制御部302の指示に基づいてパルスの生成・変調を行い、その結果を送信処理部102,202へ送る。送信処理部102,202においては、発振部104,204からの信号と発振部104,204からのパルス信号を合成させ、送信信号を生成し、移相器106,206に対して送信波を出力する。この際、発振部104,204は、共通発振制御部303からの制御により同一のタイミングで動作しているため、送信処理部102,202の送信波は全く同じものとなっている。
図2(a)は、それぞれの第1の送受信部100および第2の送受信部200(図中、レーダ1およびレーダ2として示す)から同一の送信を同一PRTにて行った場合の送信パルスを示す図である。また、図2(b)は、この場合の位相を強めあう領域の説明図である。図2(a)に示すような送信を行った場合、図2(b)に示すように、お互いの送信位置から同じ距離の位置において位相を強めあう領域が発生する。これは、ペンシルビームで追尾した場合でもファンビームなどを用いて捜索した場合でも同一PRTにて送信する限りは図2(b)に示すように、常に同じ位置で送信波を強めあう領域が双曲線に示すように発生する。
図示のように、第1の送受信部100(レーダ1)からの送信されるパルスのPRTは一定であるが、第2の送受信部200(レーダ2)におけるPRTは、PRT2,PRT3,PRT4,…とランダムとなっている。これにより、位相を強めあう領域が変化し、従って、目標物が見えたり見えなかったりという状態が発生するのを防止することができる。
即ち、送信された電波は目標から反射し、アンテナ装置101,201にて受信される。受信された信号は、移相器106,206により位相が制御され、受信ビームの方位等が制御された後、受信処理部105,205に送られる。受信処理部105,205では受信された信号の復調、積分等の処理が行われる。復調などの処理が行われた受信信号は、共通信号処理部304にて目標検出などの処理が行われる。目標検出結果等の情報は共通表示制御部305にて表示される。
参考例2は、送信ビームとしてファンビームを用いたものであり、図面上の構成は参考例1と同様であるため、図1を援用して説明する。
参考例2におけるアンテナ装置101,201は、フェイズドアレイアンテナを用いている。また、移相器106,206は、DBF(デジタルビームフォーミング)の処理に対応した数(2次元DBFの場合は、フェイズドアレイの素子数分)の移相器を有している。このような構成により、広いビーム幅を持ち、捜索を行うのに有利なファンビームを実現している。その他の構成については、参考例1と同様である。また、基本的な動作についても、参考例1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
上記の参考例1,2では、PRTを変化させることにより位相を強めあう領域を固定した位置にならないように制御していたが、PRTは完全に同一でも送信タイミングをずらすことにより位相を強めあう領域を変化させることが可能であり、これを実施の形態1として次に示す。
実施の形態1の共通発振制御部303では、各発振部104,204に対して、発振のタイミングを完全同期ではなく、二つの発振部104,204をある時間ずらして動作させるよう制御する構成となっている。即ち、実施の形態1のパルス制御部300は、第1の送受信部100および第2の送受信部200のうち、少なくとも一方の送受信部のパルス送信時間間隔として、パルスを送信しない時間である調整時間を任意のタイミングで複数挿入し、かつ、その調整時間をそれぞれ異なる値として制御するようにしている。これ以外の構成は、参考例1と同様である。
図示のように、第1の送受信部100から送信されるパルスは、送信タイミングが一定となっているが、第2の送受信部200では、周期的に異なる調整時間(Tc1,Tc2,…)が挿入され、その結果、第2の送受信部200から送信されるパルスの送信タイミングは調整時間分変化するようになっている。
上記参考例1、2および実施の形態1は、受信処理以降およびパルス変調前を共通の構成としていたが、すべてが独立のレーダに対して必要なときにのみ2つのレーダの電波干渉領域を異なる位置に発生するように制御してもよく、これを参考例3として次に説明する。
参考例3は、第1の送受信部100a、第2の送受信部200a、パルス制御部300aからなる。第1の送受信部100aおよび第2の送受信部200aは、複数のパルス送受信手段(複数のレーダ)を構成するもので、第1の送受信部100aは、アンテナ装置101〜移相器106、信号処理部107、表示制御部108を備えており、第2の送受信部200aは、アンテナ装置201〜移相器206、信号処理部207、表示制御部208を備えている。ここで、アンテナ装置101,201〜移相器106,206は、参考例1と同様である。また、信号処理部107(207)は、第1の送受信部100a(第2の送受信部200a)において、受信処理部105(205)からの受信信号から目標検出を行い、表示制御部108(208)に表示データとして変換して送る機能を有している。また、表示制御部108(208)は、信号処理部107(207)の出力に基づいて、目標検出結果等の情報を表示し、かつ、得られた情報をパルス制御部300aに送出する機能を有している。
上記各参考例および実施の形態では、複数の送受信部のPRTを相対的に変化させることで、目標検出能力を向上させるようにしたが、複数の送受信部のPRTを異なるようにすることで、目標検出能力を向上させるようにしてもよく、これを参考例4として説明する。
図中、(a)は第1の送受信部100のパルス送信時間間隔(PRT1)、(b)は第2の送受信部200のパルス送信時間間隔(PRT2)を示している。図示のように、PRT1>PRT2であり、このようなパルスの送出間隔とすることにより、強めあう領域を細かくすることができる。尚、第1の送受信部100および第2の送受信部200のパルス幅においても、第1の送受信部100のパルス幅を太く、第2の送受信部200のパルス幅を短くしている。これにより、強めあう領域を更に細かくすることが可能であるが、パルス幅が同一であっても、PRT1>PRT2であれば、強めあう領域を細かくするという効果を得ることができる。
上記各参考例および実施の形態では、目標検出性能を向上させるため、送信波を強めあう領域を固定させないようにしたが、例えば、追尾専用ビームといったレーダで、目標の位置が特定できる場合は、その目標の位置で必ず送信波を強めあうよう制御してもよく、これを参考例5として説明する。
参考例5におけるパルス制御部300bは、共通位相制御部301、共通パルス制御部302、共通発振制御部303、共通信号処理部304、共通表示制御部305、目標位置判定部307からなる。目標位置判定部307は、共通信号処理部304の出力から、ある1目標に対して目標の位置を入手し、この位置に対して送信波が必ず強めあうように、共通位相制御部301、共通パルス制御部302、共通発振制御部303における送信タイミングや位相等を制御する機能を有している。これ以外の第1の送受信部100bおよび第2の送受信部200bの構成は、参考例1と同様であるため、ここでの説明は省略する。
目標と第1の送受信部100bとの距離をR1、目標と第2の送受信部200bとの距離をR2とし、これらの距離R1,R2は、目標位置判定部307にて測定済みであるとする。尚、この測定方法としては、参考例1,2および実施の形態1と同様の動作を行うことで距離R1,R2を求めたり、あるいは捜索用のレーダ装置を別途用意し、このレーダ装置から値を取得するようにしてもよい。
図9は、この状態を示す説明図である。
このような場合、目標に到達するタイミングを同時にすれば、パルス内の送信波は(同一諸元であるため位相も同期するため)、必ず強めあうことになる。従って、第2の送受信部200bからは、第1の送受信部100bの送信タイミングよりも必ず1PRT先に送信することにより必ず強めあうことが可能となる。
(R2のパルス到達時間−R1のパルス到達時間)/C 但し、Cは光速を示す
の時間だけ先に第2の送受信部200bが送信を始める必要がある(R1<R2)。
Claims (2)
- 送信したパルスが目標物で反射した信号を受信することにより、前記目標物の位置を検出するレーダ装置において、
前記パルスを送信する複数のパルス送信手段と、
前記複数のパルス送信手段において、パルスの送信時間間隔を同一かつ一定とすると共に、少なくとも一つのパルス送信手段において、パルスを送信しない時間である調整時間を任意のタイミングで複数挿入し、かつ、当該調整時間をそれぞれ異なる値として、前記複数のパルス送信手段のうち、少なくとも二つのパルス送信手段の間でパルス送信時間間隔を相対的に変化させるよう制御するパルス制御部とを備えたレーダ装置。 - 複数のパルス送信手段は、フェーズドアレイアンテナを有し、ファンビームを送信することを特徴とする請求項1記載のレーダ装置。
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