JP5151030B2 - Phased array radar system - Google Patents
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Description
本発明は、レーダ装置に関し、特に電子的にビーム走査を行うフェーズドアレイレーダ装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus, and more particularly to a phased array radar apparatus that electronically scans a beam.
空間に電波を発射し、目標からの反射波を受信することにより目標を探知し、位置や速度情報を得るレーダ装置では、空中線より空間に電波を発射する際、通常ペンシルビーム等、用途に応じた形状のビームを形成し、監視を行う必要のある全領域（監視範囲と呼ぶ）に対して方位角、仰角等を変化させながら一通りビームを形成する動作（スキャンと呼ぶ）を繰り返し行う。監視範囲はレーダ装置の用途によって異なり、方位方向については３６０°であるものもあれば、１２０°など限られた範囲であることもある。 A radar device that detects a target by emitting a radio wave into space and receiving a reflected wave from the target, and obtains position and velocity information. An operation (referred to as scanning) is repeatedly performed while changing the azimuth angle, elevation angle, etc. with respect to the entire region (referred to as monitoring range) that needs to be monitored. The monitoring range varies depending on the application of the radar apparatus, and there are cases where the azimuth direction is 360 °, and there is a limited range such as 120 °.
また、同一のレーダ装置であっても、設置場所による制限や、特に監視したい範囲（重点方位と呼ぶ）のみを監視する場合など、運用によって監視範囲を変化させる場合もある。一方、単位時間当たりのスキャン回数をスキャンレートと定義すると、レーダ装置、特に高速目標を探知するレーダ装置については、スキャンレートが追尾性能や早期探知性能に大きくかかわるため、スキャンレートを高めたいという要求がある。しかし、一般的に監視範囲を広げることと、スキャンレートを高くすることは相反する要求である。そのため、所用の監視範囲を確保しつつ、高いスキャンレートを得るために様々な発明がなされている。 Even in the same radar device, the monitoring range may be changed depending on the operation, for example, when the location is limited or when only the range to be monitored (referred to as the priority orientation) is monitored. On the other hand, if the number of scans per unit time is defined as the scan rate, for radar devices, especially radar devices that detect high-speed targets, the scan rate is greatly related to tracking performance and early detection performance. There is. However, in general, expanding the monitoring range and increasing the scan rate are contradictory requirements. Therefore, various inventions have been made in order to obtain a high scan rate while ensuring a necessary monitoring range.
図８−１（ａ）は、最も一般的なレーダ方式である空中線を方位方向に機械的に回転させるレーダ装置のビーム走査の例を示している。201-1はこのレーダが持つ空中線部であり、202-1は空中線部201-1が形成したビームである。空中線部201-1は、空中線回転機構203によって３６０°回転、または設定された角度範囲の往復運動（セクタスキャンと呼ぶ）を行い、設定された方位全てに対しビーム形成を行う。その結果、例えば３６０°回転の場合の監視範囲は図８−２（ａ）の斜線部で示す範囲となり、空中線回転機構203を中心とした円を描くことになる。この場合、レーダは全方位についての監視を行うことができるが、スキャンレートは空中線回転機構203の回転速度に依存してしまう。一般に、空中線回転機構203は空中線部の寸法・質量などによってその回転速度を大きく制限されるため、スキャンレートもその制約を受けてしまうという欠点がある。
FIG. 8A shows an example of beam scanning of a radar apparatus that mechanically rotates an antenna in the azimuth direction, which is the most common radar system. 201-1 is an aerial part of the radar, and 202-1 is a beam formed by the aerial part 201-1. The antenna unit 201-1 is rotated 360 ° by the
上記と同様に空中線回転機構203を用いながらスキャンレートを向上させる方法として、特許文献１に開示された手法がある。図８−１（ｂ）は、この手法によるビーム走査方法を示しており、空中線回転機構203を中心とし、２枚の空中線部201-1、201-2を背中合わせに張り合わせ、各空中線から互いに反対方向にビーム202-1、202-2を形成し、前記同様空中線回転機構203によって３６０°回転をさせ、全方位についてビーム放射を行っている。この場合も監視範囲は図８−２（ｂ）に示すように、空中線回転機構203を中心とした円を描くが、空中線からのビームが２本になった分、スキャンレートは２倍となる。しかし、この手法を用いても、スキャンレートは空中線回転機構203の回転速度によって制約を受けてしまう。
As a method for improving the scan rate while using the
図８−１（ｃ）は、スキャンを機械的な回転に依らず電子的に行うフェーズドアレイレーダ装置におけるビーム走査の例を示している。この場合、空中線部204は固定されているが、空中線部204内部には放射素子を有する送受信モジュールが平面状に多数配列されており、各送受信モジュールに与える位相を制御することによって電子的にビーム205を走査することができる。このフェーズドアレイレーダ装置では、ビーム走査は空中線回転機構に依らないため、スキャンレートを向上させることが可能となる。しかし、ビーム走査範囲θｍと送受信モジュールの間隔ｄ及び周波数ｆには、下記の式（１）に示す関係があり、例えば平面アンテナで素子アンテナ間隔ｄを５．５ｃｍ、周波数ｆを３ＧＨｚとした場合の監視範囲θｍは±５５°となる。従ってこの場合の監視範囲は図８−２（ｃ）に示すように制限される。
FIG. 8C illustrates an example of beam scanning in a phased array radar apparatus that electronically scans regardless of mechanical rotation. In this case, although the
d・f/c < 1/(1+|sinθm|) ・・・・・・・・（１）
（ただし、ｃは光速）
d ・ f / c <1 / (1+ | sinθ m |) (1)
(Where c is the speed of light)
前記フェーズドアレイレーダ装置の監視範囲を広げるために、放射素子を円筒状に配列する方法が例えば、特許文献２等において採用されている。図９は、放射素子を円筒状に配列したフェーズドアレイレーダ装置の例を示す系統図である。
In order to widen the monitoring range of the phased array radar device, a method of arranging radiating elements in a cylindrical shape is employed in, for example,
図９において、空中線部206は円筒状をしており、円筒状の空中線部206内部に電波発射を行う送受信モジュール301-1〜301-Mが円筒状に配置されている。これらの送受信モジュール301-1〜301-Mは移相器302-1〜302-Mに接続され、位相制御部303からの位相情報によってビームを形成するために必要な位相を与えられている。スイッチ回路304はビーム制御部306の制御を受け、電力分配合成部305からの電力を供給する送受信モジュールの切り替えを行う。また、電力分配合成部305は送受信部307からの送信信号を送受信モジュール毎に配分を行い、受信信号を合成し送受信部307に対し出力を行う。
In FIG. 9, the
送受信部307は電力分配合成部305に送信信号を出力し、電力分配合成部305からの受信信号に対しＩ／Ｆ変換及び検波を行い、信号処理部108に出力する。信号処理部108は前記受信部307からの信号に対し目標検出などの信号処理を行い、目標情報をデータ処理部109に出力する。データ処理部109は信号処理部108からの目標情報に対し、追尾処理などのデータ処理を行い、表示制御部110に出力する。表示制御部110は、データ処理部109から入力された追尾データ等を表示するとともに、操作員の入力により送信入／切等のレーダ動作の制御を行う。
The transmission /
図８−１（ｄ）は、この場合のビーム走査を示しており、空中線部206が円筒状であるため、全方位に対し均等なビーム207を放射することができる。これにより、監視範囲は図８−２（ｄ）に示すように空中線部206を中心とした円を描き、かつ電子的にビーム走査が行われるので、高いスキャンレートを実現しながら、監視範囲を全周に広げることができる。
FIG. 8-1 (d) shows the beam scanning in this case. Since the
前述したように、特に高速目標を探知するレーダ装置については、スキャンレートが追尾性能や早期探知性能に大きく関わってくるので、スキャンレートを高めることは重要な要件となってくるが、空中線を機械的に回転させるレーダ装置では機械回転の制約を受け、スキャンレートを高めることは困難である。 As mentioned above, especially for radar equipment that detects high-speed targets, increasing the scan rate is an important requirement because the scan rate is greatly related to the tracking performance and early detection performance. It is difficult to increase the scan rate due to the mechanical rotation of a radar device that rotates periodically.
一方、フェーズドアレイレーダ装置はスキャンレートを高める上で極めて有効な手段であるが、上記図８−１（ｃ）で示すフェーズドアレイレーダ装置のように放射素子を平面状に配列した場合は、その監視領域が狭い範囲に制限されてしまうという問題がある。図８−１（ｄ）および図９に示す円筒状に送受信モジュールを配列するフェーズドアレイレーダ装置として構成すれば、電子走査により全周の監視範囲で高いスキャンレートを得ることができるが、全周の送受信モジュールのうちの一部の送受信モジュールによってビームを形成するので、送受信モジュールの使用効率が悪いという欠点がある。 On the other hand, the phased array radar device is an extremely effective means for increasing the scan rate. However, when the radiating elements are arranged in a plane like the phased array radar device shown in FIG. There is a problem that the monitoring area is limited to a narrow range. When configured as a phased array radar device in which the transmission / reception modules are arranged in a cylindrical shape as shown in FIGS. 8-1 (d) and FIG. 9, a high scan rate can be obtained in the entire monitoring range by electronic scanning. Since a beam is formed by a part of the transmission / reception modules, there is a disadvantage that the use efficiency of the transmission / reception modules is poor.
特に、所要の監視範囲が３６０°全周ではなく、限られた所要の監視範囲の用途に使用する場合、一般的に送受信モジュールは高価であるにも関わらず、円筒状に送受信モジュールを配列するフェーズドアレイレーダ装置では、全周の送受信モジュールのうちの一部しか用いられず、ビームを形成しない方向の送受信モジュールは使用されないという問題がある。 In particular, when the required monitoring range is not 360.degree., But is used for a limited required monitoring range, the transmission / reception modules are generally arranged in a cylindrical shape even though the transmission / reception modules are expensive. In the phased array radar apparatus, only a part of the transmission / reception modules of the entire circumference is used, and there is a problem that the transmission / reception modules in the direction not forming the beam are not used.
本発明の目的は、上記従来のフェーズドアレイレーダ装置の問題点に鑑み、比較的少ない送受信モジュール数で、所要の監視範囲に対して高いスキャンレートの監視を行うことのできるフェーズドアレイレーダ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a phased array radar apparatus capable of monitoring a high scan rate over a required monitoring range with a relatively small number of transmission / reception modules in view of the problems of the conventional phased array radar apparatus. There is to do.
本発明の他の目的は、監視範囲の変更に対して柔軟に対処可能とすることにより、少ない送受信モジュールを有効に活用できるフェーズドアレイレーダ装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a phased array radar device capable of effectively utilizing a small number of transmission / reception modules by making it possible to flexibly cope with changes in the monitoring range.
本発明の請求項１に記載のフェーズドアレイレーダ装置は、中央部で折れ曲がる機構を持たせることにより２つの放射面を構成することが可能な空中線部と、前記２つの放射面間の角度を設定する駆動制御部と、前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、前記駆動制御部に対し、前記２つの放射面の角度情報を出力する放射面間角度制御部と、前記放射面間角度制御部から与えられた２つの放射面間の角度情報を基に、所要の監視範囲内において所定のビームスキャンを形成するのに最適な各送受信モジュールの位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュールへ出力するビーム制御部と、前記放射面間角度制御部から入力される２つの放射面の角度情報を基に前記複数の送受信モジュールからの高周波の受信信号を合成し、Ｉ／Ｆ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行う受信部と、前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理し目標検出を行う信号処理部と、前記信号処理部から入力される目標情報に対し追尾処理などのデータ処理を行うデータ処理部と、前記データ処理部で処理された結果を表示し、また操作員が入力する監視範囲などの設定を、前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、を備えた構成を有していることを特徴とする。
The phased array radar device according to
請求項２に記載のフェーズドアレイレーダ装置は、放射面をＫ（Ｋ≧３）分割し、折り曲げることでＫ面の放射面を構成することが可能な空中線部と、前記各折り曲げ位置に配置され、前記Ｋ面の放射面間の各角度を設定するＫ−１個の駆動制御部と、前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、前記Ｋ−１個の駆動制御部に対し、前記Ｋ面の放射面間の角度情報を出力する放射面間角度制御部と、前記放射面間角度制御部から与えられた前記Ｋ面の放射面間の角度情報を基に、所要の監視範囲内において所定のビームスキャンを形成するのに最適な各送受信モジュールの位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュールへ出力するビーム制御部と、前記放射面間角度制御部から入力される前記Ｋ面の放射面の角度情報を基に前記複数の送受信モジュールからの高周波の受信信号を合成し、Ｉ／Ｆ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行う受信部と、前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理し目標検出を行う信号処理部と、前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力された監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、を備えた構成を有していることを特徴とする。
The phased array radar device according to
請求項３に記載のフェーズドアレイレーダ装置は、中央部で折れ曲がる機構を持たせることにより２つの放射面を構成することが可能な空中線部と、前記２つの放射面間の角度を設定する駆動制御部と、前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、前記駆動制御部に対し、前記２つの放射面の角度情報を出力する放射面間角度制御部と、前記放射面間角度制御部から与えられた２つの放射面間の角度情報を基に、所要の監視範囲全体を覆う送信ビームを形成するのに最適な各送受信モジュールの位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュールへ出力するビーム制御部と、前記複数の送受信モジュールそれぞれからの受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器と、前記放射面間角度制御部からの２つの放射面間の角度の情報を用い、前記Ａ／Ｄ変換器から入力される受信信号から所定の複数のビームを同時に形成するビーム形成部と、前記ビーム形成部から入力される前記Ａ／Ｄ変換された受信信号をＩ／Ｆ変換する受信部と、前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理し目標検出を行う信号処理部と、前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力される監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、を備えた構成を有していることを特徴とする。
The phased array radar apparatus according to
請求項４に記載のフェーズドアレイレーダ装置は、放射面をＫ（Ｋ≧３）分割し、折り曲げることでＫ面の放射面を構成することが可能な空中線部と、前記各折り曲げ位置に配置され、前記Ｋ面の放射面間の各角度を設定するＫ−１個の駆動制御部と、前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、前記Ｋ−１個の駆動制御部に対し、前記Ｋ面の放射面間の角度情報を出力する放射面間角度制御部と、前記放射面間角度制御部から与えられた前記Ｋ面の放射面間の角度情報を基に、所要の監視範囲全体を覆う送信ビームを形成するのに最適な各送受信モジュールの位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュールへ出力するビーム制御部と、前記複数の送受信モジュールそれぞれからの受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器と、前記放射面間角度制御部からの２つの放射面間の角度の情報を用い、前記Ａ／Ｄ変換器から入力される受信信号から所定の複数のビームを同時に形成するビーム形成部と、前記ビーム形成部から入力される前記Ａ／Ｄ変換された受信信号をＩ／Ｆ変換する受信部と、前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理し目標検出を行う信号処理部と、前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力される監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、を備えた構成を有していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the phased array radar apparatus is arranged at an antenna portion capable of forming a radiation surface of the K surface by dividing the radiation surface into K (K ≧ 3) and bending, and at each folding position. , K-1 drive control units for setting each angle between the radiation planes of the K plane, and a plurality of radio wave emitters arranged inside the antenna unit and controlled by given phase information and power information A transmission / reception module, a transmission unit that outputs a transmission signal to the plurality of transmission / reception modules, and an angle control unit between the emission surfaces that outputs angle information between the emission surfaces of the K plane to the K-1 drive control units. And phase information of each transmission / reception module optimal for forming a transmission beam covering the entire required monitoring range based on the angle information between the radiation surfaces of the K plane given from the radiation surface angle control unit, and Calculate power information for each A beam control unit that outputs to the receiving module, an A / D converter that performs A / D conversion on the received signals from each of the plurality of transmission / reception modules, and between the two radiation surfaces from the angle control unit between the radiation surfaces A beam forming unit that simultaneously forms a plurality of predetermined beams from the received signal input from the A / D converter using angle information, and the A / D converted received signal input from the beam forming unit A signal processing unit that performs signal processing on target information input from the signal processing unit, a signal processing unit that performs signal processing on a digital signal input from the receiving unit and performs target detection And a display control unit that displays the result processed by the data processing unit and outputs the setting of the input monitoring range to the angle control unit between the radiation planes. And said that you are.
前記各送受信モジュール内には、電波発射及び受波を行う素子アンテナと、素子アンテナへの送信信号と素子アンテナからの受信信号の切替を行う送受信切替器と、ビーム制御部からの電力情報に応じて発射する電波の電力制御を行う電力制御器と、ビーム制御部からの位相情報に応じて発射する電波の位相制御を行う移相器が設けられている。 Each transmission / reception module includes an element antenna for emitting and receiving radio waves, a transmission / reception switch for switching a transmission signal to the element antenna and a reception signal from the element antenna, and power information from the beam control unit. And a phase shifter for controlling the phase of the radio wave emitted according to the phase information from the beam control unit.
本発明は、所要の監視範囲に応じて、例えば１つの空中線部を中央部で折れ曲がる機構を持たせ、それによって構成される２つの放射面間の角度を変化させることにより、監視範囲を変化させることができるので、送受信モジュールを効率よく用いて任意の監視範囲に対し、監視を行うことができるとともに、更に重点的に監視する方位を任意に設定することが可能となる。 The present invention changes the monitoring range by, for example, providing a mechanism that bends one aerial part at the center and changing the angle between two radiation planes constituted by the antenna, depending on the required monitoring range. Therefore, it is possible to monitor the arbitrary monitoring range by efficiently using the transmission / reception module, and it is possible to arbitrarily set the azimuth to be monitored more carefully.
また、所要の監視範囲全てに対し電子走査のみのスキャンを行うため、高いスキャンレートのレーダ装置を効率よく実現することができる。 In addition, since only electronic scanning is performed for the entire required monitoring range, a high scan rate radar apparatus can be efficiently realized.
図１は、本発明の第１の実施形態を示すフェーズドアレイレーダ装置のブロック図である。また、図２は、本実施形態における送受信モジュールの内部構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram of a phased array radar apparatus showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the transmission / reception module in the present embodiment.
本実施形態では、空中線部101は、その放射面が中央部で折れ曲がる機構を持たせることにより平面状の２つの放射面を形成することが可能な構成となっており、そのため、空中線部101の中央部には、２つの放射面間の角度を任意に設定することができる駆動制御部102-1が備えられている。空中線部101内部には、与えられた位相情報と電力情報を基にして電波発射を行うＮ個の送受信モジュール103-1〜103-Nが設けられている。これらＮ個の送受信モジュール103-1〜103-Nは、空中線部101内において、一方の放射面に送受信モジュール103-1〜103-N/2が配置され、他方の放射面に送受信モジュール103-N/2+1〜103-Nが配置されている。
In the present embodiment, the
各送受信モジュール103-1〜103-Nは、図２に示すように、それぞれ電波発射を行う素子アンテナ401と、素子アンテナ401への送信信号と素子アンテナ401からの受信信号の切替を行う送受信切替器402と、ビーム制御部106からの電力情報に応じて電力制御を行う電力制御器403と、ビーム制御部106からの位相情報に応じて位相制御を行う移相器404を備えており、ビーム制御部106からの電力情報および位相情報に従って、素子アンテナ401から発射される送信信号の電力および位相を設定する。
As shown in FIG. 2, each of the transmission / reception modules 103-1 to 103-N includes an
放射面間角度制御部105は、表示制御部110によって設定された監視範囲情報を入力して、駆動制御部102-1、ビーム制御部106および受信部107に対して２つの放射面間の角度情報を出力する。ビーム制御部106は、放射面間角度制御部105から与えられた２つの放射面間の角度を基に、送受信モジュール103-1〜103-Nに与える最適な位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュール103-1〜103-Nへ出力することにより、所望のビームスキャンが行われるように各送受信モジュール103-1〜103-Nを制御する。
The radiation surface
受信部107は、放射面間角度制御部105から入力される２つの放射面の角度情報を基に、送受信モジュール103-1〜103-Nからの受信信号を合成し、Ｉ／Ｆ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行う。信号処理部108は、受信部107から入力されるディジタル信号を信号処理し目標検出を行う。データ処理部109は、信号処理部108から入力される目標情報に対し追尾処理などのデータ処理を行う。表示制御部110は、データ処理部109で処理された結果を表示し、また操作員が入力する監視範囲などの設定を放射面間角度制御部105に出力する。
The receiving
図３は、本実施形態におけるビーム走査及び監視範囲を示す説明図である。以下、図１〜図３を参照して本実施形態の動作について説明する。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing beam scanning and a monitoring range in the present embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
本実施形態のレーダ装置を動作させる場合、最初に操作員が表示制御部110から監視範囲と、重点方位の入力を行う。放射面間角度制御部105は、表示制御部110から入力された、所要の監視範囲と、重点方位を実現可能な空中線部101の２つの放射面101-1、101-2間の角度を算出する。駆動制御器102-1は、放射面間角度制御部105によって算出された空中線部101の２つの放射面間の角度と、重点方位に応じて、２つの放射面間の角度および重点方位を制御する。
When operating the radar apparatus of the present embodiment, the operator first inputs the monitoring range and the priority direction from the
動作開始は操作員が表示制御部110から動作開始を入力し、それに応じて送信部104は送信信号を送受信モジュール103-1〜103-Nに出力し、同時に放射面間角度制御部105は空中線部101の２つの放射面間の角度情報をビーム制御部106及び受信部107に出力し、ビーム制御部106は空中線部101の２つの放射面間の角度をもとに、監視範囲の各方位に対しビームを形成するために各送受信モジュール103-1〜103-Nに与える最適な位相情報及び電力情報の算出を行う。
To start the operation, the operator inputs the operation start from the
空中線部101内の各送受信モジュール103-1〜103-Nの内部では、ビーム制御部106からの位相情報を基に移相器404が位相の制御を行い、ビーム制御部106からの電力情報を基に電力制御器403が電力の制御を行い、送受信切替器402は送信信号と受信信号の切替を行い、素子アンテナ401は電波の発射及び受信を行う。
Inside each of the transmission / reception modules 103-1 to 103-N in the
本実施形態の場合、図３に示すように空中線部101は駆動制御器102-1により中央部で折り曲げられ、所望の角度に設定された平面状の２つの放射面として構成される。そして、レーダの正面から離れた左方向の方位を捜索する場合には、空中線部101の左側の放射面101-1に配置された放射素子のみを用いてビームを形成する（図３−１（ａ））ように制御され、その監視範囲は図３−２（ａ）の斜線で示された範囲内となる。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
レーダ装置の正面である重点方位を監視する場合には、２つの放射面101-1および101-2に配置された放射素子の全てを用いてビームを形成する（図３−１（ｂ））ように制御される。この場合、送受信モジュールはほとんど無駄なく使用され、長い探知距離を得ることができるので、その監視範囲は図３−２（ｂ）の斜線で示された範囲内となる。レーダの正面から離れた右方向の方位を捜索する場合には、空中線部101の右側の放射面101-2に配置された放射素子のみを用いてビームを形成する（図３−１（ｃ））ように制御され、その監視範囲は図３−２（ｃ）の斜線で示された範囲内となる。 When monitoring the priority direction which is the front of the radar apparatus, a beam is formed using all of the radiation elements arranged on the two radiation surfaces 101-1 and 101-2 (FIG. 3-1 (b)). To be controlled. In this case, since the transmission / reception module is used almost without waste and a long detection distance can be obtained, the monitoring range is within the range indicated by the oblique lines in FIG. When searching for the right direction away from the front of the radar, a beam is formed using only the radiation elements arranged on the radiation surface 101-2 on the right side of the antenna 101 (FIG. 3-1 (c)). The monitoring range is within the range indicated by the oblique lines in FIG. 3-2 (c).
受信部107においては、送受信モジュール103-1〜103-Nで受信された電波と放射面間角度制御部105から入力される２つの放射面間の角度情報に応じて受信信号を合成し、ＩＦ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行い、信号処理部108に出力する。信号処理部108は、入力された受信信号に対し信号処理を行うことで目標検出を行う。データ処理部109は、信号処理部108にて検出された目標情報を元に追尾処理などのデータ処理を行い、その結果を表示制御部110に出力する。表示制御部110は、データ処理部109から入力された処理結果を画面に表示するとともに、操作員が入力する監視範囲などの設定を放射面間角度制御部107に出力する。
In the receiving
本実施形態による全監視範囲は、中心方位付近及び、中心方位から離れた方位の監視範囲を重ね合わせた図３−２（ｄ）に示す範囲となる。レーダの正面から離れた方位においては、重点方位であるレーダの正面方向に比べ探知距離が短くなっているが、一つの平面に放射素子を配列した従来のフェーズドアレイレーダ装置に比べ、モジュール数を増加させることなく監視範囲大きく拡大させることができるとともに、その監視範囲も容易に変更可能であるので、設置環境に柔軟に対応させることができる。また、重点方位に関しては、全ての送受信モジュールを使用しているため、放射素子を円筒状に配列した従来のフェーズドアレイレーダ装置に比べ、送受信モジュールの使用効率がよくなる。 The entire monitoring range according to the present embodiment is a range shown in FIG. 3-2 (d) in which the monitoring ranges in the vicinity of the center azimuth and in the direction away from the center azimuth are overlapped. In the direction away from the front of the radar, the detection distance is shorter than the direction of the radar, which is the priority direction, but the number of modules is smaller than that of a conventional phased array radar device in which radiating elements are arranged on one plane. Since the monitoring range can be greatly expanded without increasing, and the monitoring range can be easily changed, it is possible to flexibly cope with the installation environment. In addition, since all transmission / reception modules are used for the priority direction, the use efficiency of the transmission / reception modules is improved as compared with the conventional phased array radar apparatus in which the radiating elements are arranged in a cylindrical shape.
図４は本発明の第２の実施形態を示すフェーズドアレイレーダ装置のブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram of a phased array radar apparatus showing a second embodiment of the present invention.
本実施形態では、放射面を３分割し、折り曲げることで３面の放射面を構成することが可能な空中線部と、３面の放射面間の角度を任意に設定することのできる２つの駆動制御部を備えている点を特徴としており、その他の構成は、基本的には第１の実施形態と同様である。 In the present embodiment, the radiation surface is divided into three and bent, and the two antennas that can arbitrarily set the angle between the antenna portion that can form the three radiation surfaces and the three radiation surfaces are bent. It is characterized in that a control unit is provided, and other configurations are basically the same as those in the first embodiment.
本実施形態では、空中線部601は、その放射面が３分割されており、２ヶ所で折れ曲がる機構を持たせることにより平面状の３つの放射面を形成することが可能な構成となっている。そのため、空中線部601を３等分する２ヶ所の折り曲げ部には、３つの放射面間の角度を任意に設定することができる駆動制御部102-1と102-2が備えられている。空中線部601内部には、与えられた位相情報と電力情報を基に、電波発射を行うＮ個の送受信モジュール103-1〜103-Nが設けられており、３つの放射面にはそれぞれ送受信モジュール103-1〜103-N/3、103-N/3+1〜103-2N/3、103-2N/3+1〜103-Nが配置されている。各送受信モジュール103-1〜103-N内の構成は第１の実施形態（図２）と同様であるので説明を省略する。
In the present embodiment, the
放射面間角度制御部105は、表示制御部110によって設定された監視範囲情報を入力して、駆動制御部102-1と102-2、ビーム制御部106および受信部107に対して、空中線部601の３つの放射面間の角度情報を出力する。ビーム制御部106は、放射面間角度制御部105から与えられた３つの放射面間の角度を基に、送受信モジュール103-1〜103-Nの各々に与える最適な位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュール103-1〜103-Nへ出力することにより、所望のスキャンビームが形成されるように各送受信モジュール103-1〜103-Nを制御する。
The radiation surface
受信部107は、放射面間角度制御部105から入力される３つの放射面の角度情報を基に、送受信モジュール103-1〜103-Nからの受信信号を合成し、Ｉ／Ｆ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行う。信号処理部108は、受信部107から入力されるディジタル信号を信号処理し目標検出を行う。データ処理部109は、信号処理部108から入力される目標情報に対し追尾処理などのデータ処理を行う。表示制御部110は、データ処理部109で処理された結果を表示し、また操作員が入力する監視範囲などの設定を放射面間角度制御部105に出力する。
The receiving
図５は、本実施形態におけるビーム走査及び監視範囲を示す説明図である。以下、図４〜図５および図２を参照して本実施形態の動作について説明する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing beam scanning and a monitoring range in the present embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 4 to 5 and FIG.
本実施形態のレーダ装置を動作させる場合も、最初に操作員が表示制御部110から監視範囲と、重点方位の入力を行う。放射面間角度制御部105は、表示制御部110から入力された、所要の監視範囲と、重点方位を実現可能な空中線部601の３つの放射面間の角度を算出する。駆動制御器102-1と102-2は、放射面間角度制御部105によって算出された空中線部601の３つの放射面間の角度情報に応じて、３つの放射面間の角度を制御する。
Even when the radar apparatus of this embodiment is operated, the operator first inputs the monitoring range and the priority direction from the
動作開始は操作員が表示制御部110から動作開始を入力し、それに応じて送信部104は送信信号を送受信モジュール103-1〜103-Nに出力し、同時に放射面間角度制御部105は空中線部601の３つの放射面間の角度情報をビーム制御部106及び受信部107に出力し、ビーム制御部106は空中線部601の３つの放射面間の角度をもとに、監視範囲の各方位に対しビームを形成するために各送受信モジュール103-1〜103-Nに与える最適な位相情報及び電力情報の算出を行う。
To start the operation, the operator inputs the operation start from the
空中線部601内の各送受信モジュール103-1〜103-Nの内部ではビーム制御部106からの位相情報を基に移相器404が位相の制御を行い、ビーム制御部106からの電力情報を基に電力制御器403が電力の制御を行い、送受信切替器402は送信信号と受信信号の切替を行い、素子アンテナ401は電波の発射及び受信を行う。
In each of the transmission / reception modules 103-1 to 103-N in the
本実施形態の場合、図５に示すように空中線部601は駆動制御器102-1と102-2により３つに折り曲げられ、所望の角度に設定された平面状の３つの放射面601-1、601-2、601-3として構成される。そして、レーダの正面から離れた左方向の方位を捜索する場合には、空中線部601の左側の放射面601-1に配置された放射素子のみを用いてスキャンビームを形成する（図５−１（ａ））ように制御され、その監視範囲は図５−２（ａ）の斜線で示された範囲内となる。
In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the
レーダ装置の左方向と正面の中間の方位を探索する場合には、空中線部601の左側の放射面601-1と中央の放射面601-2に配置された放射素子を用いてスキャンビームを形成する（図５−１（ｂ））ように制御され、その監視範囲は図５−２（ｂ）の斜線で示された範囲内となる。この場合、放射面601-1と601-2の２面の送受信モジュールが使用されるので、放射面601-1のみを使用するレーダの正面から離れた左方向の方位を捜索する場合よりも長い探知距離を得ることができる。
When searching for the middle direction between the left direction and the front of the radar device, a scan beam is formed by using the radiation elements arranged on the left radiation surface 601-1 and the central radiation surface 601-2 of the
レーダ装置の正面である重点方位を監視する場合には、３つの放射面601-1、601-2および601-3に配置された放射素子の全てを用いてスキャンビームを形成する（図５−１（ｃ））ように制御される。この場合、送受信モジュールはほとんど無駄なく使用され、最も長い探知距離を得ることができるので、その監視範囲は図５−２（ｃ）の斜線で示された範囲内となる。レーダ装置の正面と右方向の中間の方位を探索する場合には、空中線部601の中央の放射面601-2と右側の放射面601-3に配置された放射素子を用いてスキャンビームを形成する（図５−１（ｄ））ように制御され、その監視範囲は図５−２（ｄ）の斜線で示された範囲内となる。
When monitoring the priority azimuth that is the front of the radar apparatus, a scan beam is formed using all of the radiation elements disposed on the three radiation surfaces 601-1, 601-2, and 601-3 (FIG. 5). 1 (c)). In this case, since the transmission / reception module is used almost without waste and the longest detection distance can be obtained, the monitoring range is within the range indicated by the oblique lines in FIG. When searching for an intermediate azimuth between the front and right directions of the radar device, a scan beam is formed using the radiating elements arranged on the central radiating surface 601-2 and the right radiating surface 601-3 of the
レーダの正面から離れた右方向の方位を捜索する場合には、空中線部601の右側の放射面601-3に配置された放射素子のみを用いてスキャンビームを形成する（図５−１（ｅ））ように制御され、その監視範囲は図５−２（ｅ）の斜線で示された範囲内となる。正面から左方向、および右方向の監視範囲は、１/３の放射素子数でスキャンビーム形成が行われるのでその探知距離が短くなるが、第１の実施形態の場合よりも監視範囲はさらに広げることができる。 When searching for the right direction away from the front of the radar, a scan beam is formed using only the radiation elements arranged on the radiation surface 601-3 on the right side of the antenna part 601 (FIG. 5-1 (e )), And the monitoring range is within the range indicated by the oblique lines in FIG. The monitoring range in the left direction and the right direction from the front is formed by scanning beam formation with 1/3 of the number of radiating elements, so that the detection distance is shortened, but the monitoring range is further expanded compared to the case of the first embodiment. be able to.
受信部107においては、送受信モジュール103-1〜103-Nで受信された電波と放射面間角度制御部105から入力される３つの放射面601-1、601-2および601-3間の角度情報に応じて受信信号を合成し、ＩＦ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行い、信号処理部108に出力する。信号処理部108は、入力された受信信号に対し信号処理を行うことで目標検出を行う。データ処理部109は、信号処理部108にて検出された目標情報を元に追尾処理などのデータ処理を行い、その結果を表示制御部110に出力する。表示制御部110は、データ処理部109から入力された処理結果を画面に表示するとともに、操作員が入力する監視範囲などの設定を放射面間角度制御部107に出力する。
In the
本実施形態による全監視範囲は、中心方位付近、中心方位と中心方位から離れた方位の中間方位及び、中心方位から離れた方位の監視範囲を重ね合わせた図５−２（ｆ）に示す範囲となる。本実施形態の場合も、レーダの正面から離れた方位においては、重点方位であるレーダの正面方向に比べ探知距離が短くなっているが、一つの平面に放射素子を配列した従来のフェーズドアレイレーダ装置に比べ、モジュール数を増加させることなく監視範囲大きく拡大させることができるとともに、その監視範囲も容易に変更可能であるので、設置環境に応じてより柔軟に対応させることができる。また、重点方位に関しては、全ての送受信モジュールを使用しているため、放射素子を円筒状に配列した従来のフェーズドアレイレーダ装置に比べ、送受信モジュールの使用効率がよくなる。 The entire monitoring range according to the present embodiment is a range shown in FIG. 5-2 (f) in which a central azimuth, an intermediate azimuth between the central azimuth and the azimuth away from the central azimuth, and a azimuth monitoring range away from the central azimuth are superimposed. It becomes. Also in this embodiment, the detection distance is shorter in the direction away from the radar front than in the radar front direction, which is the priority direction, but a conventional phased array radar in which radiating elements are arranged in one plane. Compared with the apparatus, the monitoring range can be greatly expanded without increasing the number of modules, and the monitoring range can be easily changed, so that it can be made more flexible according to the installation environment. In addition, since all transmission / reception modules are used for the priority direction, the use efficiency of the transmission / reception modules is improved as compared with the conventional phased array radar apparatus in which the radiating elements are arranged in a cylindrical shape.
また本実施形態の場合、空中線部601の左側の放射面601-1の端部と右側の放射面601-3の端部が互いに接するように折り曲げることにより、三角形の筒状放射面を形成することができる。そのように折り曲げ角を制御した場合には、３つの放射面601-1、601-2および601-3に配置された放射素子の全てを用いてビームを形成できるケースは生じないが、全方位にビーム放射して探索を行うことが可能となる。 Further, in the case of the present embodiment, a triangular cylindrical radiation surface is formed by bending so that the end of the left radiation surface 601-1 and the end of the right radiation surface 601-3 are in contact with each other. be able to. When the bending angle is controlled in such a manner, there is no case where a beam can be formed using all of the radiating elements arranged on the three radiating surfaces 601-1, 601-2, and 601-3. It is possible to perform a search by radiating the beam.
なお、本実施形態では、放射面を３分割して折り曲げることで３面の放射面601-1、601-2および601-3を有する構成としたが、放射面をＫ（Ｋ≧３）分割して折り曲げることにより、３面以上のＫ面の放射面を有するフェーズドアレイレーダ装置として実現することができ、設置環境に応じてより柔軟に対応させることが可能となる。 In the present embodiment, the radiation surface is divided into three parts and bent to form three radiation surfaces 601-1, 601-2, and 601-3. However, the radiation surface is divided into K (K ≧ 3). Thus, it can be realized as a phased array radar apparatus having three or more K-plane radiation surfaces, and can be more flexibly adapted according to the installation environment.
図６は、本発明の第３の実施形態を示すフェーズドアレイレーダ装置のブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram of a phased array radar apparatus showing a third embodiment of the present invention.
本実施形態は、放射面を分割し、折り曲げることで複数面の放射面を構成することが可能な空中線部を備えた構成としている点では第１の実施形態と同様であるが、本実施形態では、送信の際に所要の監視範囲を覆う単一の広いビームを形成するように制御し、受信の際にＡ／Ｄ変換された受信信号を基に、ビーム形成部において複数の細いビームを形成するディジタルビームフォーミング技術を用いたレーダ装置に適用したことを特徴としている。 The present embodiment is the same as the first embodiment in that it has a configuration including an aerial portion that can divide and bend a radiation surface to form a plurality of radiation surfaces. Then, control is performed so as to form a single wide beam that covers a required monitoring range at the time of transmission, and a plurality of thin beams are formed at the beam forming unit based on the received signal that has been A / D converted at the time of reception. It is characterized by being applied to a radar apparatus using the digital beam forming technology to be formed.
本実施形態においても第１の実施形態と同様に、空中線部101は、その放射面が中央部で折れ曲がる機構を持たせることにより平面状の２つの放射面を形成することが可能な構成となっている。そのため、空中線部101の中央部には、２つの放射面間の角度を任意に設定することができる駆動制御部102-1が備えられている。空中線部101内部には、与えられた位相情報と電力情報を基に、電波発射を行うＮ個の送受信モジュール103-1〜103-Nが設けられており、一方の放射面には送受信モジュール103-1〜103-N/2が配置され、他方の放射面には送受信モジュール103-N/2+1〜103-Nが配置されている。各送受信モジュール103-1〜103-N内の構成は第１の実施形態（図２）と同様であるので説明を省略する。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the
放射面間角度制御部105は、表示制御部110によって設定された監視範囲情報を入力して、駆動制御部102-1、ビーム制御部106およびビーム形成部802に対して２つの放射面間の角度情報を出力する。ビーム制御部106は、放射面間角度制御部105から与えられた２つの放射面間の角度を基に、送受信モジュール103-1〜103-Nに与える最適な位相情報及び電力情報を算出して各送受信モジュール103-1〜103-Nへ出力することにより、所要の監視範囲を覆う所望のビームが形成されるように各送受信モジュール103-1〜103-Nを制御する。
The radiation surface
Ａ／Ｄ変換器801-1〜801-Nは、送受信モジュール103-1〜103-Nそれぞれからの受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換を行う。ビーム形成部802は、放射面間角度制御部105からの２つの放射面間の角度の情報を用い、Ａ／Ｄ変換器801-1〜801-Nから入力される受信信号から複数のビームを同時に形成する。受信部107は、ビーム形成部802から入力されるＡ／Ｄ変換された受信信号をＩ／Ｆ変換する。信号処理部108は、受信部107から入力されるディジタル信号を信号処理することにより目標検出を行う。データ処理部109は、信号処理部108から入力される目標情報に対し追尾処理などのデータ処理を行う。表示制御部110は、データ処理部109で処理された結果を表示するとともに、操作員が入力する監視範囲などの設定を放射面間角度制御部105に出力する。
The A / D converters 801-1 to 801-N perform A / D conversion on the received signals from the transmission / reception modules 103-1 to 103-N, respectively. The
図７は、本実施形態におけるビーム走査及び監視範囲を示す説明図である。以下、図６〜図７および図２を参照して本実施形態の動作について説明する。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing the beam scanning and the monitoring range in the present embodiment. The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
本実施形態のレーダ装置を動作させる場合も、最初に操作員が表示制御部110から監視範囲と、重点方位の入力を行う。放射面間角度制御部105は、表示制御部110から入力された、所要の監視範囲と、重点方位を実現可能な空中線部101の２つの放射面間の角度を算出する。駆動制御器102-1は、放射面間角度制御部105によって算出された空中線部101の２つの放射面間の角度に応じて、２つの放射面間の角度を制御する。
Even when the radar apparatus of this embodiment is operated, the operator first inputs the monitoring range and the priority direction from the
動作開始は操作員が表示制御部110から動作開始を入力し、それに応じて送信部104は送信信号を送受信モジュール103-1〜103-Nに出力し、同時に放射面間角度制御部105は空中線部101の２つの放射面間の角度情報をビーム制御部106及びビーム形成部802に出力し、ビーム制御部106は空中線部101の２つの放射面間の角度をもとに、監視範囲全体を覆うビームを形成するのに最適な各送受信モジュール103-1〜103-Nの位相情報及び電力情報の算出を行う。
To start the operation, the operator inputs the operation start from the
空中線部101内の各送受信モジュール103-1〜103-Nの内部ではビーム制御部106からの位相情報を基に移相器404が位相の制御を行い、ビーム制御部106からの電力情報を基に電力制御器403が電力の制御を行い、送受信切替器402は送信信号と受信信号の切替を行い、素子アンテナ401は電波の発射及び受信を行う。
Inside each of the transmission / reception modules 103-1 to 103-N in the
空中線部101は、第１の実施形態と同様に駆動制御器102-1により中央部で折り曲げられ、所望の角度に設定された平面状の２つの放射面として構成されているが、本実施形態では、送信ビームの形成については図７（ａ）に示すように、監視範囲全体を覆う広い方位に対して送信ビーム901を形成する。受信においては各送受信モジュール103-1〜103-Nからの受信信号をＡ／Ｄ変換器801-1〜801-NにおいてＡ／Ｄ変換し、ビーム形成部802において並列処理を行い、図７（ｂ）に示すようにＰ本のビーム902-1〜902-Pを同時に形成する。
The
受信部107では、ビーム形成部802から入力されるＡ／Ｄ変換された受信信号をＩ／Ｆ変換して信号処理部108に出力する。信号処理部108は、入力された受信信号に対し信号処理を行うことで目標検出を行う。データ処理部109は、信号処理部108にて検出された目標情報を基に追尾処理などのデータ処理を行い、その結果を表示制御部110に出力する。表示制御部110は、データ処理部109から入力された処理結果を画面に表示するとともに、操作員が入力する監視範囲などの設定を放射面間角度制御部107に出力する。
The receiving
本実施形態では、ディジタルビームフォーミング技術を適用して信号処理を行っているので、第１の実施の形態と比較し、スキャンレートをＰ倍に向上させつつ、本発明による監視範囲を広げる効果を得ることができる。また、放射面をＫ（Ｋ≧３）分割して折り曲げる第２の実施形態に対して、このディジタルビームフォーミング技術を適用して構成することもできる。 In the present embodiment, since the signal processing is performed by applying the digital beam forming technique, the effect of widening the monitoring range according to the present invention can be achieved while improving the scan rate by P times compared to the first embodiment. Can be obtained. Further, the digital beam forming technique can be applied to the second embodiment in which the radiation surface is bent by being divided into K (K ≧ 3).
なお上記各実施形態では各放射面を平面状に形成しているが、放射面は必ずしも平面である必要はなく、互いに折り曲げることにより放射面間の角度を任意に設定可能な任意の曲面形状の放射面を採用することも可能である。 In each of the above embodiments, each radiating surface is formed in a flat shape, but the radiating surface does not necessarily have to be a flat surface, and has an arbitrary curved surface shape in which the angle between the radiating surfaces can be arbitrarily set by bending each other. It is also possible to employ a radiation surface.
１０１ 本発明の第１の実施の形態における空中線部
１０２ 駆動制御部
１０３−１〜１０３−Ｎ 本発明の第１の実施形態における送受信モジュール
１０４ 送信部
１０５ 放射面間角度制御部
１０６ 本発明の第１の実施形態におけるビーム制御部
１０７ 受信部
１０８ 信号処理部
１０９ データ処理部
１１０ 表示制御部
２０１−１〜２０１−２ 従来技術における空中線部
２０２−１〜２０２−２ 従来技術におけるビーム
２０３ 空中線回転機構
２０４ 従来技術におけるフェーズドアレー空中線部
２０５ 従来技術におけるビーム
２０６ 従来技術における円筒状配列フェーズドアレイ空中線部
２０７ 従来技術におけるビーム
３０１−１〜３０１−Ｍ 従来技術における円筒状配列送受信モジュール
３０２ 移相器
３０３ 位相制御部
３０４ スイッチ回路
３０５ 電力分配合成部
３０６ 従来技術におけるビーム制御部
３０７ 送受信部
４０１ 素子アンテナ
４０２ 送受切替機
４０３ 電力制御器
４０４ 移相器
６０１ 本発明の第２の実施形態における空中線部
８０１−１〜８０１−Ｎ Ａ／Ｄ変換器
８０２ ビーム形成部
９０１ 本発明の第３の実施形態における送信ビーム
９０２−１〜９０２−Ｐ 本発明の第３の実施形態における受信ビーム
101 Antenna unit 102 in the first embodiment of the present invention Drive control unit 103-1 to 103 -N Transmitter /
Claims (7)
中央部で折れ曲がる機構を持たせることにより２つの放射面を構成することが可能な空中線部と、
前記２つの放射面間の角度を指示された角度に設定する駆動制御部と、
前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、
前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、
前記駆動制御部に対し、前記２つの放射面間の角度を指示する角度情報を出力する放射面間角度制御部と、
前記放射面間角度制御部から与えられた２つの放射面間の前記角度情報を基に、前記複数の送受信モジュールが所要の監視範囲内において所定のビームスキャンを形成するのに最適な、当該送受信モジュール毎の前記位相情報及び前記電力情報を算出して、前記複数の送受信モジュールの各々に出力するビーム制御部と、
前記放射面間角度制御部から入力される２つの放射面の前記角度情報を基に前記複数の送受信モジュールからの高周波の受信信号を合成し、Ｉ／Ｆ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行う受信部と、
前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理して目標検出を行う信号処理部と、
前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力された前記監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、
を備えることを特徴とするフェーズドアレイレーダ装置。
A radar apparatus having a phased array antenna for electronic beam scanning,
An aerial part capable of constituting two radiation surfaces by having a mechanism that bends at the center,
A drive controller for setting the angle between the two radiation surfaces to an instructed angle;
A plurality of transmission / reception modules arranged inside the antenna unit and performing radio wave emission controlled by given phase information and power information;
A transmission unit for outputting a transmission signal to the plurality of transmission / reception modules;
An angle control unit between radiation surfaces that outputs angle information indicating an angle between the two radiation surfaces to the drive control unit;
Based on the angle information between the two radiation surfaces given from the angle controller between the radiation surfaces, the transmission / reception optimal for the plurality of transmission / reception modules to form a predetermined beam scan within a required monitoring range. A beam control unit that calculates the phase information and the power information for each module and outputs the calculated information to each of the plurality of transmission / reception modules;
Based on the angle information of the two radiation surfaces input from the radiation surface angle control unit, high frequency reception signals from the plurality of transmission / reception modules are synthesized, and I / F conversion, detection, and A / D conversion are performed. A receiver,
A signal processing unit for performing target detection by performing signal processing on a digital signal input from the receiving unit;
A data processing unit that performs data processing on target information input from the signal processing unit;
A display control unit that displays the result processed by the data processing unit and outputs the setting of the input monitoring range to the angle control unit between the radiation surfaces;
A phased array radar apparatus comprising:
放射面をＫ（Ｋ≧３）分割し、折り曲げることでＫ面の放射面を構成することが可能な空中線部と、
前記各折り曲げ位置に配置され、前記Ｋ面の放射面間の各角度を指示された角度に設定するＫ−１個の駆動制御部と、
前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、
前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、
前記Ｋ−１個の駆動制御部に対し、前記Ｋ面の放射面間の角度を指示する角度情報を出力する放射面間角度制御部と、
前記放射面間角度制御部から与えられた前記Ｋ面の放射面間の前記角度情報を基に、前記複数の送受信モジュールが所要の監視範囲内において所定のビームスキャンを形成するのに最適な、当該送受信モジュール毎の前記位相情報及び前記電力情報を算出して、前記複数の送受信モジュールの各々に出力するビーム制御部と、
前記放射面間角度制御部から入力される前記Ｋ面の放射面の前記角度情報を基に、前記複数の送受信モジュールからの高周波の受信信号を合成し、Ｉ／Ｆ変換、検波及びＡ／Ｄ変換を行う受信部と、
前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理して目標検出を行う信号処理部と、
前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力された前記監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、
を備えることを特徴とするフェーズドアレイレーダ装置。
A radar apparatus having a phased array antenna for electronic beam scanning,
An aerial part capable of configuring the radiation surface of the K surface by dividing the radiation surface into K (K ≧ 3) and bending;
K-1 drive control units that are arranged at the respective bending positions and set each angle between the radiation surfaces of the K planes to designated angles;
A plurality of transmission / reception modules arranged inside the antenna unit and performing radio wave emission controlled by given phase information and power information;
A transmission unit for outputting a transmission signal to the plurality of transmission / reception modules;
An angle control unit between radiation surfaces that outputs angle information indicating an angle between the radiation surfaces of the K planes to the K-1 drive control units;
Based on the angle information between the radiation surfaces of the K plane given from the radiation surface angle control unit, the plurality of transmission / reception modules are optimal for forming a predetermined beam scan within a required monitoring range, A beam control unit that calculates the phase information and the power information for each transmission / reception module and outputs the calculated phase information and power information to each of the plurality of transmission / reception modules;
Based on the angle information of the K-plane radiation surface input from the radiation surface-to-radiation angle control unit, high-frequency reception signals from the plurality of transmission / reception modules are synthesized, and I / F conversion, detection, and A / D A receiver that performs the conversion;
A signal processing unit for performing target detection by performing signal processing on a digital signal input from the receiving unit;
A data processing unit that performs data processing on target information input from the signal processing unit;
A display control unit that displays the result processed by the data processing unit and outputs the setting of the input monitoring range to the angle control unit between the radiation surfaces;
A phased array radar apparatus comprising:
中央部で折れ曲がる機構を持たせることにより２つの放射面を構成することが可能な空中線部と、
前記２つの放射面間の角度を指示された角度に設定する駆動制御部と、
前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、
前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、
前記駆動制御部に対し、前記２つの放射面の角度を指示する角度情報を出力する放射面間角度制御部と、
前記放射面間角度制御部から与えられた２つの放射面間の前記角度情報を基に、前記複数の送受信モジュールが所要の監視範囲全体を覆う送信ビームを形成するのに最適な、当該送受信モジュール毎の前記位相情報及び前記電力情報を算出して、前記複数の送受信モジュールの各々に出力するビーム制御部と、
前記複数の送受信モジュールそれぞれからの受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器と、
前記放射面間角度制御部からの２つの放射面間の前記角度情報を用い、前記Ａ／Ｄ変換器から入力される受信信号から所定の複数のビームを同時に形成するビーム形成部と、
前記ビーム形成部から入力される前記Ａ／Ｄ変換された受信信号をＩ／Ｆ変換する受信部と、
前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理して目標検出を行う信号処理部と、
前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力される前記監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、
備えることを特徴とするフェーズドアレイレーダ装置。
A radar apparatus having a phased array antenna for electronic beam scanning,
An aerial part capable of constituting two radiation surfaces by having a mechanism that bends at the center,
A drive controller for setting the angle between the two radiation surfaces to an instructed angle;
A plurality of transmission / reception modules arranged inside the antenna unit and performing radio wave emission controlled by given phase information and power information;
A transmission unit for outputting a transmission signal to the plurality of transmission / reception modules;
An angle control unit between radiation surfaces that outputs angle information that instructs the angle of the two radiation surfaces to the drive control unit;
Based on the angle information between the two radiation surfaces given from the angle control section between the radiation surfaces, the transmission / reception module optimal for forming a transmission beam that covers the entire monitoring range by the plurality of transmission / reception modules. A beam control unit that calculates the phase information and the power information for each of the plurality of transmission / reception modules;
An A / D converter that performs A / D conversion on received signals from each of the plurality of transmission / reception modules;
A beam forming unit that simultaneously forms a plurality of predetermined beams from a reception signal input from the A / D converter using the angle information between two radiation surfaces from the radiation surface angle control unit;
A receiving unit that performs I / F conversion of the A / D converted received signal input from the beam forming unit;
A signal processing unit for performing target detection by performing signal processing on a digital signal input from the receiving unit;
A data processing unit that performs data processing on target information input from the signal processing unit;
A display control unit that displays the result processed by the data processing unit and outputs the setting of the input monitoring range to the angle control unit between the radiation surfaces;
A phased array radar apparatus comprising:
放射面をＫ（Ｋ≧３）分割し、折り曲げることでＫ面の放射面を構成することが可能な空中線部と、
前記各折り曲げ位置に配置され、前記Ｋ面の放射面間の各角度を指示された角度に設定するＫ−１個の駆動制御部と、
前記空中線部内部に配列され、与えられた位相情報と電力情報によって制御された電波発射を行う複数の送受信モジュールと、
前記複数の送受信モジュールへ送信信号を出力する送信部と、
前記Ｋ−１個の駆動制御部に対し、前記Ｋ面の放射面間の角度を指示する角度情報を出力する放射面間角度制御部と、
前記放射面間角度制御部から与えられた前記Ｋ面の放射面間の前記角度情報を基に、前記複数の送受信モジュールが所要の監視範囲全体を覆う送信ビームを形成するのに最適な、当該送受信モジュール毎の前記位相情報及び前記電力情報を算出して、前記複数の送受信モジュールの各々に出力するビーム制御部と、
前記複数の送受信モジュールそれぞれからの受信信号をそれぞれＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換器と、
前記放射面間角度制御部からの２つの放射面間の角度の情報を用い、前記Ａ／Ｄ変換器から入力される受信信号から複数のビームを同時に形成するビーム形成部と、
前記ビーム形成部から入力される前記Ａ／Ｄ変換された受信信号をＩ／Ｆ変換する受信部と、
前記受信部から入力されるディジタル信号を信号処理して目標検出を行う信号処理部と、
前記信号処理部から入力される目標情報に対するデータ処理を行うデータ処理部と、
前記データ処理部で処理された結果を表示するとともに、入力される前記監視範囲の設定を前記放射面間角度制御部に出力する表示制御部と、
備えることを特徴とするフェーズドアレイレーダ装置。
A radar apparatus having a phased array antenna for electronic beam scanning,
An aerial part capable of configuring the radiation surface of the K surface by dividing the radiation surface into K (K ≧ 3) and bending;
K-1 drive control units that are arranged at the respective bending positions and set each angle between the radiation surfaces of the K planes to designated angles;
A plurality of transmission / reception modules arranged inside the antenna unit and performing radio wave emission controlled by given phase information and power information;
A transmission unit for outputting a transmission signal to the plurality of transmission / reception modules;
An angle control unit between radiation surfaces that outputs angle information indicating an angle between the radiation surfaces of the K planes to the K-1 drive control units;
Based on the angle information between the radiating surfaces of the K plane given from the radiating surface angle control unit, the plurality of transmitting / receiving modules are optimal for forming a transmission beam covering the entire required monitoring range, A beam control unit that calculates the phase information and the power information for each transmission / reception module and outputs the calculated information to each of the plurality of transmission / reception modules;
An A / D converter that performs A / D conversion on received signals from each of the plurality of transmission / reception modules;
A beam forming unit that simultaneously forms a plurality of beams from a reception signal input from the A / D converter, using information on an angle between two radiation surfaces from the radiation surface angle control unit;
A receiving unit that performs I / F conversion of the A / D converted received signal input from the beam forming unit;
A signal processing unit for performing target detection by performing signal processing on a digital signal input from the receiving unit;
A data processing unit that performs data processing on target information input from the signal processing unit;
A display control unit that displays the result processed by the data processing unit and outputs the setting of the input monitoring range to the angle control unit between the radiation surfaces;
A phased array radar apparatus comprising:
5. The phased array radar apparatus according to claim 1, wherein the angle between the radiation planes is configured to be changeable according to an instruction from the display control unit.
The K (K ≧ 3) -divided radiation surfaces are bent so that the ends of the radiation surfaces are in contact with each other to form a K-shaped cylindrical radiation surface, thereby enabling beam radiation in all directions. The phased array radar apparatus according to claim 2, wherein the phased array radar apparatus is provided.
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