JP5206738B2 - Radar apparatus, antenna control method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、レーダ装置等に関し、特に,可動フェーズドアレイアンテナによって監視制御を行うレーダ装置、アンテナ制御方法、および、その方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。   The present invention relates to a radar apparatus and the like, and more particularly to a radar apparatus that performs monitoring control using a movable phased array antenna, an antenna control method, and a program that causes a computer to execute the method.

レーダ装置は、遠距離の小目標を高い分解能で追尾できる性能を有することが望ましい。このような性能を満足させるために、フェーズドアレイアンテナを複数組み合わせて、それぞれのフェーズドアレイアンテナの位置情報と放射ビーム指向方向のデータから最適な放射開口面を選定することにより、単独のフェーズドアレイアンテナより大きな開口面のアンテナを等価的に形成したレーダ装置の技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、フェーズドアレイアンテナの開口面を等価的に大きくすることができるので、より遠距離の小目標を高方位分解能で追尾することができる。しかしながら、複数のフェーズドアレイアンテナを組み合わせたレーダ装置は、複数のフェーズドアレイアンテナの何れかのフェーズドアレイアンテナが機能を喪失した場合、そのフェーズドアレイアンテナが分担していたビーム走査範囲の監視機能が喪失してしまうという問題があった。   It is desirable that the radar apparatus has a performance capable of tracking a small target at a long distance with high resolution. In order to satisfy such performance, a plurality of phased array antennas are combined, and the optimum radiation aperture plane is selected from the position information of each phased array antenna and the data of the radiation beam directing direction, whereby a single phased array antenna is selected. A technique of a radar apparatus in which an antenna having a larger aperture surface is equivalently formed is known (for example, see Patent Document 1). According to this technique, the aperture surface of the phased array antenna can be equivalently enlarged, so that a small target at a longer distance can be tracked with high azimuth resolution. However, in the radar apparatus combining a plurality of phased array antennas, when any of the phased array antennas of the plurality of phased array antennas loses its function, the beam scanning range monitoring function shared by that phased array antenna is lost. There was a problem of doing.

また、特許文献2には、1つのフェーズドアレイアンテナに折れ曲がる機構を設け、複数の放射面を形成するレーダ装置の技術が開示されている。特許文献2によれば、各放射面の角度を任意に設定する駆動制御部を備え、当該放射面のそれぞれの角度に基づいて、所望のスキャンビームを形成することができる。しかし、特許文献2に記載のレーダ装置は、動的にビームの走査範囲を変更することができるが、複数の放射面のうち何れかの放射面のアンテナが機能を喪失した場合、その放射面が分担していたビーム走査範囲の監視機能が喪失してしまうという問題があった。   Further, Patent Document 2 discloses a technique of a radar apparatus in which a mechanism that bends to one phased array antenna is provided to form a plurality of radiation surfaces. According to Patent Document 2, a drive control unit that arbitrarily sets the angle of each radiation surface is provided, and a desired scan beam can be formed based on each angle of the radiation surface. However, the radar apparatus described in Patent Document 2 can dynamically change the scanning range of the beam. However, when the antenna of any of the plurality of radiation surfaces loses its function, the radiation surface There is a problem in that the monitoring function of the beam scanning range that has been shared by is lost.

ここで、複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置のうち、一のフェーズドアレイアンテナが機能を喪失した場合の対策方法として、残りのフェーズドアレイアンテナのアンテナ開口の方位とビームの走査範囲とを変更することで、機能を喪失したフェーズドアレイアンテナの走査範囲をカバーする方法が考えられる。   Here, as a countermeasure method when one of the phased array antennas loses its function among the radar devices having a plurality of phased array antennas, the direction of the antenna aperture and the beam scanning range of the remaining phased array antennas are changed. Thus, a method of covering the scanning range of the phased array antenna that has lost its function can be considered.

以下に、当該方法の具体例を説明する。
レーダ装置は、フェーズドアレイアンテナを4つ備える。
第1のフェーズドアレイアンテナは、北方向を0°とした場合、アンテナ開口が0°方向を向き、アンテナ開口の方位の±45°の範囲をビームの走査範囲とする。これにより、第1のフェーズドアレイアンテナは、−45°(315°)〜45°の範囲を走査する。
第2のフェーズドアレイアンテナは、アンテナ開口が90°方向を向き、アンテナ開口の方位の±45°の範囲をビームの走査範囲とする。これにより、第2のフェーズドアレイアンテナは、45°〜135°の範囲を走査する。
第3のフェーズドアレイアンテナは、アンテナ開口が180°方向を向き、アンテナ開口の方位の±45°の範囲をビームの走査範囲とする。これにより、第3のフェーズドアレイアンテナは、135°〜225°を走査する。
第4のフェーズドアレイアンテナは、アンテナ開口が270°方向を向き、アンテナ開口の方位の±45°の範囲をビームの走査範囲とする。これにより、第4のフェーズドアレイアンテナは、225°〜315°(−45°)を走査する。
Below, the specific example of the said method is demonstrated.
The radar apparatus includes four phased array antennas.
In the first phased array antenna, when the north direction is set to 0 °, the antenna opening faces the 0 ° direction, and a range of ± 45 ° of the direction of the antenna opening is set as a beam scanning range. Thereby, the first phased array antenna scans a range of −45 ° (315 °) to 45 °.
In the second phased array antenna, the antenna aperture is directed to the 90 ° direction, and the range of ± 45 ° of the orientation of the antenna aperture is set as the beam scanning range. Thereby, the second phased array antenna scans a range of 45 ° to 135 °.
In the third phased array antenna, the antenna aperture is oriented in the 180 ° direction, and the range of ± 45 ° of the orientation of the antenna aperture is set as the beam scanning range. Thereby, the third phased array antenna scans 135 ° to 225 °.
In the fourth phased array antenna, the antenna aperture faces the 270 ° direction, and a range of ± 45 ° of the azimuth of the antenna aperture is a beam scanning range. Accordingly, the fourth phased array antenna scans from 225 ° to 315 ° (−45 °).

ここで、第3のフェーズドアレイアンテナが機能を喪失した場合、レーダ装置は、各フェーズドアレイアンテナを以下に示すように制御する。
1.第1のフェーズドアレイアンテナの走査範囲をアンテナ開口の方位の±60°の範囲とする。これにより、第1のフェーズドアレイアンテナは、−60°(300°)〜60°の範囲を走査することとなる。
2.第2のフェーズドアレイアンテナのアンテナ開口を120°方向に向け、走査範囲をアンテナ開口の方位の±60°の範囲とする。これにより、第2のフェーズドアレイアンテナは、60°〜180°の範囲を走査することとなる。
3.第4のフェーズドアレイアンテナのアンテナ開口を240°方向に向け、走査範囲をアンテナ開口の方位の±60°の範囲とする。これにより、第4のフェーズドアレイアンテナは、180°〜300°(−60°)の範囲を走査することとなる。
このような処理を行うことで、レーダ装置は、一のフェーズドアレイアンテナが機能を喪失した場合にも継続して同じ範囲に対する走査を行うことができる。
Here, when the third phased array antenna loses its function, the radar apparatus controls each phased array antenna as shown below.
1. The scanning range of the first phased array antenna is set to a range of ± 60 ° of the direction of the antenna opening. As a result, the first phased array antenna scans a range of −60 ° (300 °) to 60 °.
2. The antenna opening of the second phased array antenna is oriented in the 120 ° direction, and the scanning range is a range of ± 60 ° of the direction of the antenna opening. As a result, the second phased array antenna scans a range of 60 ° to 180 °.
3. The antenna opening of the fourth phased array antenna is oriented in the 240 ° direction, and the scanning range is a range of ± 60 ° of the direction of the antenna opening. Accordingly, the fourth phased array antenna scans a range of 180 ° to 300 ° (−60 °).
By performing such processing, the radar apparatus can continuously scan the same range even when one phased array antenna loses its function.

特開2005−181203号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-181203 特開2007−178332号公報JP 2007-178332 A

上述した一のフェーズドアレイアンテナが機能を喪失した場合における処理を行う場合、走査範囲を変更した後にアンテナ開口の方位を変更する方法と、アンテナ開口の方位を変更した後に走査範囲を変更する方法とが考えられる。
しかしながら、走査範囲を変更した後にアンテナ開口の方位を変更する場合、レーダ装置がアンテナ開口の方位の変更動作を完了するまでの間に、フェーズドアレイアンテナ間に走査範囲の重複が生じることとなる。そのため、走査範囲が重複する部分について過大なエネルギー照射を行うこととなり、不要に消費電力を増大させることとなる。
In the case of performing processing when the function of one phased array antenna described above is lost, a method of changing the direction of the antenna opening after changing the scanning range, and a method of changing the scanning range after changing the direction of the antenna opening Can be considered.
However, when changing the direction of the antenna aperture after changing the scanning range, the scanning range overlaps between the phased array antennas until the radar apparatus completes the operation of changing the direction of the antenna aperture. For this reason, excessive energy irradiation is performed on portions where the scanning ranges overlap, and power consumption is unnecessarily increased.

他方、アンテナ開口の方位を変更した後に走査範囲を変更する場合、レーダ装置がアンテナ開口の方位の変更動作を完了するまでの間に、フェーズドアレイアンテナ間で、走査されない範囲が生じることとなる。そのため、アンテナ開口の方位の変更以前に追尾していた目標を見失ってしまう惧れがある。   On the other hand, when the scanning range is changed after changing the azimuth of the antenna aperture, an unscanned range occurs between the phased array antennas until the radar apparatus completes the operation of changing the azimuth of the antenna aperture. Therefore, there is a possibility that the target tracked before the change of the direction of the antenna opening may be lost.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、異なる方位に向けて設置された複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置であって、前記複数のフェーズドアレイアンテナの中から少なくとも1つのフェーズドアレイアンテナを選択する選択部と、前記選択部が選択したフェーズドアレイアンテナ以外のフェーズドアレイアンテナである非選択アンテナのビームの走査範囲であって、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を組み合わせることで予め定められた範囲をもれなくカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないような、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を算出する走査範囲算出部と、前記非選択アンテナのそれぞれが前記走査範囲算出部が算出したビームの走査範囲をカバーするときの、前記非選択アンテナのそれぞれのアンテナ開口の方位を算出する方位算出部と、前記非選択アンテナのアンテナ開口が、前記方位算出部が算出したアンテナ開口の方位と同一の方位を向くように前記非選択アンテナを駆動する駆動部と、前記駆動部が前記非選択アンテナを駆動させている間、前記非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する走査範囲制御部とを備えることを特徴とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and is a radar apparatus including a plurality of phased array antennas installed in different directions, and at least one of the plurality of phased array antennas. A selection unit that selects a phased array antenna and a beam scanning range of a non-selected antenna that is a phased array antenna other than the phased array antenna selected by the selection unit, the beam scanning range of the non-selected antenna being combined A scanning range calculation unit that calculates a scanning range of the beam of the non-selected antenna so that the predetermined range is completely covered and the scanning range of the beam of the non-selected antenna does not overlap, and the non-selected antenna Each of these covers the scanning range of the beam calculated by the scanning range calculation unit. An azimuth calculating unit for calculating the azimuth of each antenna opening of the non-selected antenna, and the antenna opening of the non-selected antenna facing the same azimuth as the antenna opening calculated by the azimuth calculating unit. A drive unit for driving the non-selected antenna, and a non-scanned range generated by driving the non-selected antenna while the drive unit drives the non-selected antenna, and between the non-selected antennas And a scanning range control unit that sequentially changes the scanning range of each beam of the non-selected antenna so that the scanning ranges of the beams do not overlap.

また、本発明は、異なる方位に向けて設置された複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置のアンテナ制御方法であって、選択部は、前記複数のフェーズドアレイアンテナの中から少なくとも1つのフェーズドアレイアンテナを選択し、走査範囲算出部は、前記選択部が選択したフェーズドアレイアンテナ以外のフェーズドアレイアンテナである非選択アンテナのビームの走査範囲であって、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を組み合わせることで予め定められた範囲をもれなくカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないような、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を算出し、方位算出部は、前記非選択アンテナのそれぞれが前記走査範囲算出部が算出したビームの走査範囲をカバーするときの、前記非選択アンテナのそれぞれのアンテナ開口の方位を算出し、駆動部は、前記非選択アンテナのアンテナ開口が、前記方位算出部が算出したアンテナ開口の方位と同一の方位を向くように前記非選択アンテナを駆動し、走査範囲制御部は、前記駆動部が前記非選択アンテナを駆動させている間、前記非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更することを特徴とする。   The present invention is also an antenna control method for a radar apparatus including a plurality of phased array antennas installed in different directions, wherein the selection unit includes at least one phased array antenna from among the plurality of phased array antennas. And the scanning range calculation unit combines the beam scanning range of the non-selected antenna, which is a beam scanning range of a non-selected antenna that is a phased array antenna other than the phased array antenna selected by the selection unit. The scanning range of the beam of the non-selected antenna is calculated so that the predetermined range is completely covered and the scanning range of the beam of the non-selected antennas does not overlap, and the azimuth calculating unit includes the non-selected antenna. Each covers the scanning range of the beam calculated by the scanning range calculation unit. The driving unit calculates the azimuth of each antenna opening of the non-selected antenna so that the antenna opening of the non-selected antenna faces the same azimuth as the antenna opening calculated by the azimuth calculating unit. The non-selected antenna is driven, and the scanning range control unit covers a non-scanned range generated by driving the non-selected antenna while the driving unit drives the non-selected antenna, and the non-selected antenna The scanning range of each beam of the non-selected antenna is sequentially changed so that the scanning ranges of the beams do not overlap each other.

また、本発明は、異なる方位に向けて設置された複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置を、前記複数のフェーズドアレイアンテナの中から少なくとも1つのフェーズドアレイアンテナを選択する選択部、前記選択部が選択したフェーズドアレイアンテナ以外のフェーズドアレイアンテナである非選択アンテナのビームの走査範囲であって、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を組み合わせることで予め定められた範囲をもれなくカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないような、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を算出する走査範囲算出部、前記非選択アンテナのそれぞれが前記走査範囲算出部が算出したビームの走査範囲をカバーするときの、前記非選択アンテナのそれぞれのアンテナ開口の方位を算出する方位算出部、前記非選択アンテナのアンテナ開口が、前記方位算出部が算出したアンテナ開口の方位と同一の方位を向くように前記非選択アンテナを駆動する駆動部、前記駆動部が前記非選択アンテナを駆動させている間、前記非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する走査範囲制御部として機能させるためのプログラムである。   According to another aspect of the present invention, there is provided a radar apparatus including a plurality of phased array antennas installed in different directions, a selection unit that selects at least one phased array antenna from the plurality of phased array antennas, and the selection unit includes: A scanning range of a beam of a non-selected antenna that is a phased array antenna other than the selected phased array antenna, and covers a predetermined range by combining the scanning range of the beam of the non-selected antenna, and the non-selected antenna A scanning range calculation unit that calculates the scanning range of the beam of the non-selected antenna so that the scanning ranges of the beams of the selected antennas do not overlap each other, and a scanning range of the beam that each of the non-selected antennas calculates by the scanning range calculation unit Each of the unselected antennas when covering An azimuth calculating unit that calculates the azimuth of the aperture, a drive unit that drives the non-selected antenna so that the antenna aperture of the non-selected antenna faces the same azimuth as the antenna aperture calculated by the azimuth calculating unit, While the drive unit is driving the non-selected antenna, the non-selected area is covered by the non-selected antenna so as not to be scanned and the scanning range of the beams of the non-selected antennas does not overlap. This is a program for functioning as a scanning range control unit that sequentially changes the scanning range of each beam of the antenna.

本発明によれば、走査範囲制御部は、非選択アンテナを駆動させている間、非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する。これにより、アンテナ開口の方位の変更動作を行う際に、消費電力を抑えつつ、追尾を継続することができる。   According to the present invention, the scanning range control unit covers the non-scanned range generated by driving the non-selected antenna while driving the non-selected antenna, and the scanning ranges of the beams of the non-selected antennas do not overlap. As described above, the scanning range of each beam of the non-selected antenna is sequentially changed. Thereby, when performing the operation of changing the direction of the antenna opening, tracking can be continued while suppressing power consumption.

N個の空中線部を有する第1実施形態のレーダ装置の構成図である。It is a block diagram of the radar apparatus of 1st Embodiment which has N antenna parts. 空中線部のアンテナ開口の方位を変更する動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement which changes the direction of the antenna opening of an antenna part. 空中線部のアンテナ開口の方位及びビームの走査範囲の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the azimuth | direction of the antenna opening of an antenna part, and the scanning range of a beam. 特定方位が指定された場合の設定方位およびビーム走査範囲の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the setting azimuth | direction and beam scanning range when a specific azimuth | direction is designated. 機能を喪失した空中線部が指定された場合の設定方位およびビーム走査範囲の一例を示す図であるIt is a figure which shows an example of the setting azimuth | direction and beam scanning range when the antenna part which lost the function is designated. 非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲の補正方法を示す図である。It is a figure which shows the correction method of the range which is not scanned generated by the drive of a non-selection antenna.

以下、図面を参照しながら、本発明に係るレーダ装置の一実施形態について詳細に説明する。
図1は、N個の空中線部を有する第1実施形態のレーダ装置の構成図である。図1に示すように、レーダ装置は、空中線部1−1〜1−n(以下、空中線部1−1〜1−nを総称する場合は、空中線部1と表記する)、空中線駆動部2−1〜2−n(駆動部:以下、空中線駆動部2−1〜2−nを総称する場合は、空中線駆動部2と表記する)、空中線部1のそれぞれのアンテナ開口の方位を検出する方位検出器3−1〜3−n(以下、方位検出器3−1〜3−nを総称する場合は、方位検出器3と表記する)、セクタ切替部4、送受信切替器5、受信部6、信号処理部7、データ処理部8、表示・操作部9(選択部)、目標走査範囲算出部10(走査範囲算出部)、空中線駆動制御部11(方位算出部)、ビーム制御部12(走査範囲制御部)、送信部13、ビーム走査範囲算出器14を備える。
Hereinafter, an embodiment of a radar apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a radar apparatus according to a first embodiment having N antenna units. As shown in FIG. 1, the radar apparatus includes an antenna unit 1-1 to 1-n (hereinafter, the antenna units 1-1 to 1-n are collectively referred to as an antenna unit 1), and an antenna driver 2. -1 to 2-n (driving unit: hereinafter, when the antenna driving units 2-1 to 2-n are collectively referred to as the antenna driving unit 2), the direction of each antenna opening of the antenna unit 1 is detected. Azimuth detectors 3-1 to 3-n (hereinafter, the azimuth detectors 3-1 to 3-n are collectively referred to as an azimuth detector 3), a sector switching unit 4, a transmission / reception switching unit 5, and a receiving unit. 6, signal processing unit 7, data processing unit 8, display / operation unit 9 (selection unit), target scanning range calculation unit 10 (scanning range calculation unit), antenna drive control unit 11 (azimuth calculation unit), beam control unit 12 (Scanning range control unit), a transmission unit 13, and a beam scanning range calculator 14.

空中線部1は、フェーズドアレイアンテナを有し、ビーム制御部12によって決められた範囲をビームで走査する。
空中線駆動部2は、空中線駆動制御部11が生成した制御データに基づいて、空中線部1のそれぞれのアンテナ開口の方位を機械的に変更する。
方位検出器3は、空中線部1のそれぞれのアンテナ開口の方位を検出し、検出した方位を示す方位データを、ビーム走査範囲算出器14に出力する。
セクタ切替部4は、所定の空中線部1のRF(Radio Frequency)信号が入出力できるように切り替えを行う。
送受信切替器5は、信号系統の送受信の切り替えを行う。
The antenna unit 1 has a phased array antenna, and scans a range determined by the beam control unit 12 with a beam.
The antenna drive unit 2 mechanically changes the direction of each antenna opening of the antenna unit 1 based on the control data generated by the antenna drive control unit 11.
The azimuth detector 3 detects the azimuth of each antenna opening of the antenna unit 1, and outputs azimuth data indicating the detected azimuth to the beam scanning range calculator 14.
The sector switching unit 4 performs switching so that an RF (Radio Frequency) signal of a predetermined antenna unit 1 can be input and output.
The transmission / reception switch 5 switches transmission / reception of the signal system.

受信部6は、送受信切替器5から受信RF信号を受信してIF(Intermediate Frequency)信号に変換し、信号処理部7に出力する。
信号処理部7は、受信部6から入力したIF信号に対して目標検出処理を行う。
データ処理部8は、信号処理部7による目標検出処理結果に基づいて検出目標の追尾処理を行う。
表示・操作部9は、データ処理部8による検出目標の追尾状況を表示する。また、表示・操作部9は、操作員から空中線部1による検出目標の集中監視命令、または機能を喪失した空中線部1の情報の入力を受け付ける。
目標走査範囲算出部10は、表示・操作部9が入力を受け付けた空中線部1以外の空中線部1である非選択空中線部1´のビームの走査範囲を算出する。具体的には、目標走査範囲算出部10は、非選択空中線部1´のビームの走査範囲を組み合わせることで方位全周をもれなくカバーし、かつ非選択空中線部1´同士のビームの走査範囲が重複しないような、ビームの走査範囲を算出する。
空中線駆動制御部11は、空中線部1の各設定方位を計算して空中線駆動部2の制御を行うための制御データを生成し、空中線駆動部2に出力する。
ビーム制御部12は、ビーム走査範囲算出器14が算出したビームの走査範囲に基づいて、方位全周を常時走査する捜索ビームを形成するための制御データを生成する。
送信部13は、ビーム制御部12が生成した制御データを送受信切替器5へ送信する。
ビーム走査範囲算出器14は、方位検出器3が検出した方位に基づいて空中線部1の駆動中におけるビームの走査範囲を算出する。
The receiving unit 6 receives the received RF signal from the transmission / reception switch 5, converts it into an IF (Intermediate Frequency) signal, and outputs it to the signal processing unit 7.
The signal processing unit 7 performs target detection processing on the IF signal input from the receiving unit 6.
The data processing unit 8 performs detection target tracking processing based on the target detection processing result by the signal processing unit 7.
The display / operation unit 9 displays the detection target tracking status by the data processing unit 8. In addition, the display / operation unit 9 receives an input of a centralized monitoring instruction of a detection target by the antenna unit 1 or information on the antenna unit 1 that has lost its function from the operator.
The target scanning range calculation unit 10 calculates the beam scanning range of the non-selected antenna unit 1 ′ that is the antenna unit 1 other than the antenna unit 1 that the display / operation unit 9 has received the input. Specifically, the target scanning range calculation unit 10 covers the entire azimuth by combining the scanning range of the beam of the non-selected aerial part 1 ′, and the scanning range of the beam between the non-selected aerial part 1 ′ A beam scanning range that does not overlap is calculated.
The antenna drive control unit 11 calculates each set orientation of the antenna unit 1 to generate control data for controlling the antenna drive unit 2 and outputs the control data to the antenna drive unit 2.
The beam control unit 12 generates control data for forming a search beam that constantly scans the entire azimuth based on the beam scanning range calculated by the beam scanning range calculator 14.
The transmission unit 13 transmits the control data generated by the beam control unit 12 to the transmission / reception switch 5.
The beam scanning range calculator 14 calculates the beam scanning range during driving of the antenna unit 1 based on the direction detected by the direction detector 3.

すなわち、図1に示すレーダ装置は、N面のフェーズドアレイアンテナから成る空中線部1とセクタ切替部4とを接続し、このセクタ切替部4によって、送受信RF信号の入出力を実行する空中線部1を適宜に切り替える。また、セクタ切替部4から送受信切替器5へ接続して受信RF信号を受信部6へ伝送する。さらに、送受信切替器5は、送信部13からの送信RF信号を受信してセクタ切替部4へ伝送する。   That is, the radar apparatus shown in FIG. 1 connects an antenna unit 1 composed of an N-plane phased array antenna and a sector switching unit 4, and the sector switching unit 4 performs input / output of transmission / reception RF signals. Switch appropriately. The sector switching unit 4 is connected to the transmission / reception switching unit 5 to transmit the received RF signal to the receiving unit 6. Further, the transmission / reception switch 5 receives the transmission RF signal from the transmission unit 13 and transmits it to the sector switching unit 4.

また、送受信切替器5から受信部6へ入力された受信RF信号は、受信IF信号に変換された後に、信号処理部7で目標検出を行い、さらに、データ処理部8で検出目標の追尾を行う。そして、検出目標の追尾状況は表示・操作部9の画面に表示されて、操作員が検出目標の追尾状況を視認する。また、データ処理部8による追尾処理結果はビーム制御部12へ伝送され、追尾目標に対して照射する追尾ビームを形成するための制御データが生成される。さらに、ビーム制御部12では、方位全周を常時走査する捜索ビームを形成するための制御データも生成される。これらの制御データは、送信部13→送受信切替器5→セクタ切替部4→空中線部1のルートで伝送される。   The received RF signal input from the transmission / reception switch 5 to the reception unit 6 is converted into a reception IF signal, and then the signal processing unit 7 performs target detection, and the data processing unit 8 tracks the detection target. Do. Then, the tracking status of the detection target is displayed on the screen of the display / operation unit 9, and the operator visually recognizes the tracking status of the detection target. Further, the result of the tracking process by the data processing unit 8 is transmitted to the beam control unit 12, and control data for forming a tracking beam to be irradiated to the tracking target is generated. Further, the beam control unit 12 also generates control data for forming a search beam that constantly scans the entire azimuth. These control data are transmitted by the route of the transmission unit 13 → transmission / reception switch 5 → sector switching unit 4 → antenna unit 1.

また、送信部13は、ビーム制御部12で生成された制御データに基づいて、送信RF信号を生成して送受信切替器5へ伝送し、さらに、セクタ切替部4が、所定の空中線部のRF信号が空中線部1へ入出力できるように切り替えを行う。そして、空中線部1では、それぞれのフェーズドアレイアンテナが所定の方向にビームを形成する。   Further, the transmission unit 13 generates a transmission RF signal based on the control data generated by the beam control unit 12 and transmits the transmission RF signal to the transmission / reception switch 5, and the sector switching unit 4 further performs RF transmission of a predetermined antenna unit. Switching is performed so that the signal can be input to and output from the antenna unit 1. In the antenna unit 1, each phased array antenna forms a beam in a predetermined direction.

また、操作員は、表示・操作部9にて目標の追尾状況を視認し、特に重点的に監視が必要と判断した特定方位を手動で表示・操作部9より入力する。これによって、特定方位のデータは、表示・操作部9から目標走査範囲算出部10へ伝送される。ここで、目標走査範囲算出部10は、特定方位のデータに応じて、その方位へのビーム形成に用いるフェーズドアレイアンテナの開口の大きさやアンテナ素子数が増大するように、各空中線部1によるビームの走査範囲を算出する。ここで算出する走査範囲は、ある方位(例えば、北方向)を基準とした角度によって表されるものである。そして、目標走査範囲算出部10は、算出した走査範囲を示すデータを、空中線駆動制御部11へ伝送する。   Further, the operator visually recognizes the tracking state of the target on the display / operation unit 9 and manually inputs the specific orientation that is determined to be particularly important to be monitored from the display / operation unit 9. As a result, data of a specific direction is transmitted from the display / operation unit 9 to the target scanning range calculation unit 10. Here, the target scanning range calculation unit 10 generates a beam from each antenna unit 1 so that the size of the aperture of the phased array antenna and the number of antenna elements used for forming a beam in that direction are increased according to data in a specific direction. The scanning range is calculated. The scanning range calculated here is represented by an angle based on a certain direction (for example, the north direction). Then, the target scanning range calculation unit 10 transmits data indicating the calculated scanning range to the antenna drive control unit 11.

また、操作員は、機能を喪失した空中線部のデータを表示・操作部9より手動で入力する。これによって、機能が喪失した空中線部のデータは、表示・操作部9から目標走査範囲算出部10へ伝送される。そして、目標走査範囲算出部10は、機能が喪失した空中線部1のデータの内容に応じて、当該空中線部1が分担していた監視方位範囲を他の空中線部1で補完できるように、各空中線部1によるビームの走査範囲を算出する。そして、目標走査範囲算出部10は、算出した走査範囲を示す目標走査範囲データを、空中線駆動制御部11へ伝送する。   Further, the operator manually inputs the data of the aerial part whose function is lost from the display / operation part 9. As a result, the data of the antenna portion whose function has been lost is transmitted from the display / operation unit 9 to the target scanning range calculation unit 10. Then, the target scanning range calculation unit 10 can change the monitoring direction range shared by the antenna unit 1 according to the contents of the data of the antenna unit 1 whose function has been lost. The scanning range of the beam by the antenna unit 1 is calculated. Then, the target scanning range calculation unit 10 transmits target scanning range data indicating the calculated scanning range to the antenna drive control unit 11.

ここで、空中線駆動制御部11は、目標走査範囲データに応じて、当該データが示す走査範囲をカバーするときの空中線部1のそれぞれのアンテナ開口の方位を算出すると共に方位制御データを生成する。そして、空中線駆動制御部11で生成された方位制御データは、空中線駆動部2へ伝送され、各空中線部1が所定の方位に設定されるように機械的に駆動させる。   Here, the antenna drive control unit 11 calculates the direction of each antenna opening of the antenna unit 1 when covering the scanning range indicated by the data, and generates direction control data according to the target scanning range data. Then, the azimuth control data generated by the antenna drive control unit 11 is transmitted to the antenna drive unit 2 and mechanically driven so that each antenna unit 1 is set to a predetermined azimuth.

また、空中線駆動制御部11が方位制御データを伝送することで空中線部1を駆動させている間、ビーム走査範囲算出器14は、方位検出器3から空中線部1の現在のアンテナ開口の方位を示す方位データを逐次入力し、当該方位データを用いて、動的に各空中線部1によるビームの走査範囲を算出する。そして、ビーム走査範囲算出器14が算出した走査範囲を示す走査範囲制御データは、ビーム制御部12へ伝送され、各空中線部1のビームの走査範囲が所定の範囲になるように、ビームの形成を行う。   While the antenna drive control unit 11 transmits the azimuth control data to drive the antenna unit 1, the beam scanning range calculator 14 determines the azimuth of the current antenna opening of the antenna unit 1 from the azimuth detector 3. The azimuth data shown is sequentially input, and the scanning range of the beam by each antenna unit 1 is dynamically calculated using the azimuth data. Then, the scanning range control data indicating the scanning range calculated by the beam scanning range calculator 14 is transmitted to the beam control unit 12, and the beam forming is performed so that the scanning range of the beam of each antenna unit 1 becomes a predetermined range. I do.

次に、信号の流れに沿って第1実施形態のレーダ装置の動作を詳細に説明する。N面のフェーズドアレイアンテナから成る空中線部1で受信された受信RF信号は、セクタ切替部4を経由して送受信切替器5へ伝送される。このとき、セクタ切替部4は、ビーム制御部12からの制御信号によって、どの空中線部からの受信RF信号を入力するかを選択的に切り替える。送受信切替器5は、セクタ切替部4から入力された受信RF信号を受信部6へ伝送する。そして、受信部6が、受信RF信号をIF信号に変換し信号処理部7へ伝送する。   Next, the operation of the radar apparatus of the first embodiment will be described in detail along the signal flow. The received RF signal received by the antenna unit 1 composed of an N-plane phased array antenna is transmitted to the transmission / reception switch 5 via the sector switching unit 4. At this time, the sector switching unit 4 selectively switches which antenna unit receives the received RF signal according to the control signal from the beam control unit 12. The transmission / reception switch 5 transmits the reception RF signal input from the sector switching unit 4 to the reception unit 6. The receiving unit 6 converts the received RF signal into an IF signal and transmits the IF signal to the signal processing unit 7.

さらに、信号処理部7が、目標に相当する信号を抽出する目標検出処理を行い、目標の検出時刻、位置情報などの目標検出データをデータ処理部8へ伝送する。これによって、データ処理部8は、目標検出データに基づいて、現時点における目標位置、速度、および針路の推定や、未来時刻の目標位置、速度、および針路の予測を行う。そして、データ処理部8は、推定した目標位置、速度、および針路のデータを表示・操作部9へ伝送し、表示・操作部9において、表示画面に目標の位置、速度、および針路のデータなどを表示して、操作員に視認させる。   Further, the signal processing unit 7 performs target detection processing for extracting a signal corresponding to the target, and transmits target detection data such as target detection time and position information to the data processing unit 8. Accordingly, the data processing unit 8 estimates the target position, speed, and course at the current time, and predicts the target position, speed, and course at a future time based on the target detection data. Then, the data processing unit 8 transmits the estimated target position, speed, and course data to the display / operation unit 9, and the display / operation unit 9 displays the target position, speed, course data, etc. on the display screen. Is displayed and made visible to the operator.

また、データ処理部8で得られる未来時刻の目標位置のデータはビーム制御部12へ伝送され、ビーム制御部12が、当該時刻になったら目標位置に対してビームを照射する追尾ビームの制御データを生成する。なお、ビーム制御部12は、追尾ビームの他に、方位全周を常時ビーム走査するための捜索ビームの制御データも生成する。ビーム制御部12で生成された制御データは、送信部13→送受信切替器5→セクタ切替部4→空中線部1のルートで伝送される。   Further, the target position data at the future time obtained by the data processing unit 8 is transmitted to the beam control unit 12, and the beam control unit 12 controls the tracking beam that irradiates the target position with the beam when the time comes. Is generated. In addition to the tracking beam, the beam control unit 12 also generates search beam control data for constantly scanning the entire circumference of the azimuth. The control data generated by the beam control unit 12 is transmitted through the route of the transmission unit 13 → the transmission / reception switch 5 → the sector switching unit 4 → the antenna unit 1.

このとき、送信部13は、制御データにより指定される所定のタイミングで送信RF信号を発生し、この送信RF信号を、送受信切替器5を経由してセクタ切替部4へ伝送する。セクタ切替部4は、ビーム制御部12からの制御データに基づいて、所定の方位にビームを形成するよう空中線部1のうち、必要な空中線部1に送信RF信号の伝送先を切り替える。そして、空中線部1は、入力されたRF送信信号と、ビーム制御部12からの制御データとに基づいて、所定の空中線部1のフェーズドアレイアンテナが送信ビームを形成する。   At this time, the transmission unit 13 generates a transmission RF signal at a predetermined timing specified by the control data, and transmits this transmission RF signal to the sector switching unit 4 via the transmission / reception switch 5. Based on the control data from the beam control unit 12, the sector switching unit 4 switches the transmission destination of the transmission RF signal to the necessary antenna unit 1 among the antenna units 1 so as to form a beam in a predetermined direction. In the antenna unit 1, the phased array antenna of the predetermined antenna unit 1 forms a transmission beam based on the input RF transmission signal and the control data from the beam control unit 12.

一方、操作員は、表示・操作部9に表示される目標の位置、速度、進行方向、および種別などのデータから状況を把握し、必要と判断する場合には、重点的に監視を行うための特定方位を表示・操作部9から手動で指定する。このとき指定した特定方位のデータは、表示・操作部9から目標走査範囲算出部10へ伝送される。これによって、目標走査範囲算出部10は、特定方位へのビーム形成に用いるフェーズドアレイアンテナの開口の大きさやアンテナ素子数が増大するように、各空中線部1のビームの走査範囲を算出する。次に、空中線駆動制御部11は、算出した走査範囲を示す目標走査範囲データを、空中線駆動制御部11へ伝送する。これによって、空中線駆動制御部11は、目標走査範囲データに応じて、当該データが示す走査範囲をカバーするときの空中線部1のそれぞれのアンテナ開口の方位を計算する。通常は、1つの空中線部1でビーム形成を行うが、特定方位へは複数の空中線部を同時に用いてビーム形成を行う。   On the other hand, the operator grasps the situation from the data such as the target position, speed, traveling direction, and type displayed on the display / operation unit 9, and when it is judged necessary, to perform the monitoring intensively. The specific orientation is manually designated from the display / operation unit 9. The data of the specific orientation designated at this time is transmitted from the display / operation unit 9 to the target scanning range calculation unit 10. Thereby, the target scanning range calculation unit 10 calculates the scanning range of the beam of each antenna unit 1 so that the size of the aperture of the phased array antenna and the number of antenna elements used for beam formation in a specific direction are increased. Next, the antenna drive control unit 11 transmits target scan range data indicating the calculated scan range to the antenna drive control unit 11. Accordingly, the antenna drive control unit 11 calculates the direction of each antenna opening of the antenna unit 1 when covering the scanning range indicated by the data, according to the target scanning range data. Usually, one aerial part 1 forms a beam, but a plurality of aerial parts are simultaneously used for a specific orientation.

ここで、複数の空中線部で特定方位のビーム形成を行うように空中線部の方位設定角を変えると、方位全周を走査する捜索ビームを形成する際に、アンテナ開口の法線方向に対して左右のいずれかに大きくビーム形成の方位を傾ける必要が生じる。その結果、ビーム形成方位から見たアンテナ開口が実効的に小さくなるために、目標の探知性能の低下を招くおそれがある。また、ビームの半値幅が大きくなるために、方位分解性能も低下する。このような悪影響を軽減させるために、特定方位へビームを形成する空中線部の方位設定角だけでなく、それ以外の領域へビームを形成する空中線部の方位設定角も変化させる。   Here, if the direction setting angle of the aerial part is changed so as to form a beam of a specific direction in a plurality of aerial parts, when forming a search beam that scans the entire circumference, the normal direction of the antenna aperture It is necessary to greatly tilt the beam forming direction to either the left or right. As a result, the antenna aperture viewed from the beam forming direction is effectively reduced, which may cause a decrease in target detection performance. Further, since the half width of the beam is increased, the azimuth resolution performance is also degraded. In order to reduce such an adverse effect, not only the azimuth setting angle of the antenna portion that forms the beam in a specific azimuth but also the azimuth setting angle of the antenna portion that forms the beam in other regions is changed.

また、操作員は、機能を喪失した空中線部のデータを表示・操作部9から手動で入力する。これによって、機能を喪失した空中線部のデータは、表示・操作部9から目標走査範囲算出部10へ伝送される。ここで、空中線部の機能が喪失されると、その空中線部が分担していた方位範囲のビーム走査ができなくなる。そのため、機能を喪失した空中線部の情報に応じて、その空中線部が分担していたビーム走査範囲を他の空中線部で補完できるように、目標走査範囲算出部10は、各空中線部1のビームの走査範囲を算出すると共に目標走査範囲データを生成する。当該目標走査範囲データは、空中線駆動制御部11に伝送され、空中線駆動制御部11は、当該目標走査範囲データに応じて、当該データが示す走査範囲をカバーするときの空中線部1のそれぞれのアンテナ開口の方位を計算すると共に、方位制御データを生成する。そして、空中線駆動制御部11で計算された各空中線部の設定方位角は空中線駆動部2に伝送され、空中線部1がそれぞれ指定の方位に設定されるよう機械的に駆動させる。   Further, the operator manually inputs the data of the aerial part that has lost the function from the display / operation part 9. As a result, the data of the antenna portion that has lost its function is transmitted from the display / operation unit 9 to the target scanning range calculation unit 10. Here, if the function of the antenna portion is lost, beam scanning in the azimuth range that the antenna portion has shared becomes impossible. For this reason, the target scanning range calculation unit 10 determines the beam of each antenna unit 1 so that the beam scanning range shared by the antenna unit can be complemented by other antenna units according to the information of the antenna unit that has lost its function. And the target scanning range data is generated. The target scanning range data is transmitted to the antenna drive control unit 11, and the antenna drive control unit 11 responds to the target scanning range data with each antenna of the antenna unit 1 when covering the scanning range indicated by the data. The direction of the opening is calculated and direction control data is generated. Then, the set azimuth angle of each antenna unit calculated by the antenna drive control unit 11 is transmitted to the antenna driver 2 and mechanically driven so that the antenna unit 1 is set to a designated direction.

空中線駆動部2が空中線部1を駆動させると、方位検出器3は、それぞれの空中線部1のアンテナ開口の方位を示す方位データをビーム走査範囲算出器14に伝送する。ビーム走査範囲算出器14は、方位検出器3から方位データを入力し、当該方位データを用いて、動的に各空中線部1によるビームの走査範囲を算出すると共に、当該走査範囲を示す走査範囲制御データを生成する。そして、走査範囲制御データは、ビーム制御部12へ伝送され、ビーム制御部12が各空中線部1のビームの走査範囲が所定の範囲になるように、ビームの形成を行うための制御データを生成し、当該制御データを空中線部1に伝送する。   When the antenna drive unit 2 drives the antenna unit 1, the direction detector 3 transmits the direction data indicating the direction of the antenna opening of each antenna unit 1 to the beam scanning range calculator 14. The beam scanning range calculator 14 receives the azimuth data from the azimuth detector 3 and dynamically calculates the scanning range of the beam by each antenna unit 1 using the azimuth data, and the scanning range indicating the scanning range. Generate control data. Then, the scanning range control data is transmitted to the beam control unit 12, and the beam control unit 12 generates control data for performing beam formation so that the scanning range of the beam of each antenna unit 1 becomes a predetermined range. Then, the control data is transmitted to the antenna unit 1.

以上説明したように、本発明のレーダ装置は、フェーズドアレイアンテナを有する空中線部1の方位を機械的に変更するための空中線駆動部2を設け、さらに、それらの空中線部1の設定方位を計算して空中線駆動部2を制御するための制御データを生成する空中線駆動制御部11を設けている。これによって、操作員が表示・操作部9から指定した特定方位へのビームを形成するためのフェーズドアレイアンテナのアンテナ素子数を増大させ、さらに、水平方向のアンテナ開口を等価的に増大させるように、空中線駆動制御部11が、各空中線部1のアンテナ開口の設定方位を決定し、対応する方位制御データを生成する。   As described above, the radar apparatus of the present invention is provided with the antenna drive unit 2 for mechanically changing the direction of the antenna unit 1 having the phased array antenna, and further calculates the set direction of the antenna unit 1. Thus, an antenna drive control unit 11 for generating control data for controlling the antenna driver 2 is provided. As a result, the number of antenna elements of the phased array antenna for forming a beam in a specific direction designated by the operator from the display / operation unit 9 is increased, and the horizontal antenna aperture is equivalently increased. The antenna drive control unit 11 determines the setting direction of the antenna opening of each antenna unit 1 and generates corresponding direction control data.

また、機能を喪失した空中線部を操作員が表示・操作部9から指定することにより、機能を喪失した空中線部が分担していた監視方位範囲を、他の空中線部で補完できるように、空中線駆動制御部11が各空中線部のアンテナ開口の設定方位を決定し、対応する方位制御データを生成する。そして、その方位制御データは空中線駆動部2へ送信され、それらの空中線駆動部2がその方位制御データにしたがって各空中線部1の方位を機械的に設定する。これによって、特定方位の目標の探知性能や方位分解性能を高めることができると共に、複数のフェーズドアレイアンテナのうちの少なくとも1つが機能を喪失しても、そのフェーズドアレイアンテナが分担していた方位範囲の監視機能を維持することができ、方位全周の常時走査を行うこともできる。   In addition, the operator can specify the aerial part that has lost the function from the display / operation part 9 so that the monitoring direction range shared by the aerial part that has lost the function can be complemented by other aerial parts. The drive control unit 11 determines the setting direction of the antenna opening of each antenna unit, and generates corresponding direction control data. Then, the direction control data is transmitted to the antenna drive unit 2, and the antenna drive unit 2 mechanically sets the direction of each antenna unit 1 according to the direction control data. As a result, it is possible to improve the detection performance and orientation resolution performance of a target in a specific orientation, and even if at least one of a plurality of phased array antennas loses its function, the orientation range shared by the phased array antenna Monitoring function can be maintained, and it is possible to always scan all around the azimuth.

次に、空中線部1のアンテナ開口の方位を変更する際の動作について具体的に説明する。
図2は、空中線部のアンテナ開口の方位を変更する動作を示すフローチャートである。
まず、表示・操作部9は、操作員から、重点的に監視を行うための特定方位の指定を受け付けた場合、または機能を喪失した空中線部1のデータの入力を受け付けた場合、複数の空中線部1の中から1つまたは複数の空中線部1を、全周走査のための構成から除外する空中線部1として選択する(ステップS1)。具体的には、機能を喪失した空中線部1のデータの入力を受け付けた場合、表示・操作部9は、当該入力されたデータが示す空中線部1を選択する。他方、特定方位の指定を受け付けた場合、表示・操作部9は、当該特定方位をビームの走査範囲内とする空中線部1を選択する。
Next, the operation when changing the direction of the antenna opening of the antenna unit 1 will be specifically described.
FIG. 2 is a flowchart showing an operation of changing the direction of the antenna opening of the antenna portion.
First, the display / operation unit 9 receives a plurality of antennas when receiving a designation of a specific direction for intensive monitoring from an operator, or when receiving data of the antenna unit 1 that has lost its function. One or a plurality of antenna units 1 are selected from the units 1 as the antenna unit 1 to be excluded from the configuration for the entire circumference scanning (step S1). Specifically, when the input of the data of the antenna unit 1 that has lost its function is received, the display / operation unit 9 selects the antenna unit 1 indicated by the input data. On the other hand, when designation of a specific azimuth is received, the display / operation unit 9 selects the antenna unit 1 that sets the specific azimuth within the beam scanning range.

次に、目標走査範囲算出部10は、表示・操作部9によって選択されなかった空中線部1である複数の非選択空中線部1´のビームの走査範囲を算出する(ステップS2)。例えば、方位全周である360°を、非選択空中線部1´の個数で除算して得られる角度を、非選択空中線部1´それぞれの走査範囲とすることが考えられる。具体的には、非選択空中線部1´が4個である場合、目標走査範囲算出部10は、360÷4を算出して得られる90°の範囲(即ち、アンテナ開口の方向の±45°の範囲)を、非選択空中線部1´それぞれの走査範囲として決定する。これにより、目標走査範囲算出部10が算出した走査範囲は、非選択空中線部1´のビームの走査範囲を組み合わせることで方位全周をもれなくカバーし、かつ非選択空中線部1´同士のビームの走査範囲が重複しない走査範囲となる。   Next, the target scanning range calculation unit 10 calculates the beam scanning range of the plurality of non-selected aerial units 1 ′ that are the aerial units 1 that are not selected by the display / operation unit 9 (step S2). For example, it is conceivable that an angle obtained by dividing 360 °, which is the entire circumference of the azimuth, by the number of non-selected aerial parts 1 ′ is used as the scanning range of each non-selected aerial part 1 ′. Specifically, when there are four non-selection antenna parts 1 ′, the target scanning range calculation unit 10 calculates the range of 90 ° obtained by calculating 360 ÷ 4 (that is, ± 45 ° in the direction of the antenna opening). Is determined as the scanning range of each of the non-selected antenna portions 1 ′. As a result, the scanning range calculated by the target scanning range calculation unit 10 covers the entire azimuth by combining the scanning range of the beam of the non-selected aerial part 1 ′, and the beam of the non-selected aerial part 1 ′ The scanning range does not overlap.

目標走査範囲算出部10が非選択空中線部1´のビームの走査範囲を算出すると、非選択空中線部1´それぞれの走査範囲を示す目標走査範囲データを生成し、空中線駆動制御部11に出力する。次に、空中線駆動制御部11は、表示・操作部9が入力を受け付けたデータが、特定方位を指定するデータであるか、機能を喪失した空中線部1のデータであるかを判定する(ステップS3)。
表示・操作部9が入力を受け付けたデータが、特定方位を指定するデータである場合(ステップS3:特定方位)、空中線駆動制御部11は、表示・操作部9が選択した空中線部1の設定方位を、特定方位と同じ方位に決定する(ステップS4)。また、空中線駆動制御部11は、複数の非選択空中線部1´のうち、アンテナ開口の方位と当該特定方位とのなす角が最も小さいものの設定方位を、特定方位と同じ方位に決定する(ステップS5)。これにより、特定方位に向けるビーム形成に用いるアンテナ開口とアンテナ素子数を増大させることができる。
次に、空中線駆動制御部11は、ステップS5で設定方位を決定した非選択空中線部1´以外の非選択空中線部1´の設定方位を、現在のアンテナ開口の方位との差が最も小さく、かつビームの走査範囲を目標走査範囲データが示す走査範囲に変更した場合に、当該走査範囲が他の非選択空中線部1´のビームの走査範囲と重複しない方位に決定する(ステップS6)。
When the target scanning range calculation unit 10 calculates the beam scanning range of the non-selected antenna unit 1 ′, target scanning range data indicating the scanning range of each non-selected antenna unit 1 ′ is generated and output to the antenna drive control unit 11. . Next, the antenna drive control unit 11 determines whether the data received by the display / operation unit 9 is data designating a specific direction or data of the antenna unit 1 that has lost its function (step). S3).
When the data received by the display / operation unit 9 is data specifying a specific direction (step S3: specific direction), the antenna drive control unit 11 sets the antenna unit 1 selected by the display / operation unit 9. The direction is determined to be the same direction as the specific direction (step S4). In addition, the antenna drive control unit 11 determines the setting direction of the plurality of non-selected antenna units 1 ′ having the smallest angle between the direction of the antenna opening and the specific direction as the same direction as the specific direction (step) S5). Thereby, it is possible to increase the number of antenna openings and the number of antenna elements used for forming a beam directed to a specific direction.
Next, the antenna drive control unit 11 has the smallest difference between the setting direction of the non-selected antenna unit 1 ′ other than the non-selected antenna unit 1 ′ whose setting direction has been determined in step S5 and the direction of the current antenna opening, When the scanning range of the beam is changed to the scanning range indicated by the target scanning range data, the scanning range is determined to have an orientation that does not overlap with the scanning range of the beam of the other non-selected antenna part 1 ′ (step S6).

ここで、目標の重点監視が必要と判断されたために操作員により特定方位が指定された場合の動作を具体的な例を用いて説明する。
図3は、空中線部のアンテナ開口の方位及びビームの走査範囲の例を示す図である。
ここでは、空中線部1の数が4である場合のレーダ装置の動作について説明する。
表示・操作部9において空中線部1の機能喪失及び特定方位の入力が無い場合、すなわち初期状態では、空中線部1のアンテナ開口の方位及びビームの走査範囲は、図3に示す状態となる。なお、図3は、4面のフェーズドアレイアンテナを上方から見下ろしたときの、各フェーズドアレイアンテナの配置とビーム走査範囲を表している。図2において、空中線部1−1〜空中線部1−4は、それぞれのフェーズドアレイアンテナの中心を軸として空中線駆動部2−1〜2−4が回転動作を行い、空中線部1の方位を変更させる。
Here, an operation when a specific direction is designated by the operator because it is determined that the target focus monitoring is necessary will be described using a specific example.
FIG. 3 is a diagram showing an example of the antenna aperture azimuth and beam scanning range of the antenna portion.
Here, the operation of the radar apparatus when the number of antenna units 1 is four will be described.
When the display / operation unit 9 loses the function of the antenna unit 1 and there is no input of a specific direction, that is, in the initial state, the antenna aperture direction of the antenna unit 1 and the beam scanning range are as shown in FIG. FIG. 3 shows the arrangement and beam scanning range of each phased array antenna when the four-phase phased array antenna is looked down from above. In FIG. 2, the antenna unit 1-1 to the antenna unit 1-4 change the direction of the antenna unit 1 by rotating the antenna driver units 2-1 to 2-4 around the center of each phased array antenna. Let

ここで、説明を簡単にするために、空中線部1−1のアンテナ開口の方位を0°とし、時計回りに値が増大するものと定義する。特定方位の指定が無い場合は、図2に示す通り、空中線部1−1〜1−4の方位設定角を、それぞれ、0°、90°、180°、および270°に設定する。また、それぞれの空中線部1は、アンテナ開口の方位の±45°の範囲をビームの走査範囲とする。これにより、空中線部1−1は−45°(315°)〜45°の範囲を走査し、空中線部1−2は、45°〜135°の範囲を走査し、空中線部1−3は、135°〜225°を走査し、空中線部1−4は、225°〜315°(−45°)を走査する。   Here, in order to simplify the description, the direction of the antenna opening of the antenna unit 1-1 is defined as 0 °, and the value increases clockwise. When there is no designation | designated of a specific azimuth | direction, as shown in FIG. 2, the azimuth | direction setting angles of the antenna parts 1-1 to 1-4 are set to 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, respectively. In addition, each aerial unit 1 sets a range of ± 45 ° of the azimuth of the antenna opening as a beam scanning range. Thereby, the aerial part 1-1 scans the range of −45 ° (315 °) to 45 °, the aerial part 1-2 scans the range of 45 ° to 135 °, and the aerial part 1-3 is 135 to 225 ° is scanned, and the aerial portion 1-4 scans from 225 to 315 ° (−45 °).

ここで、特定方位45°が指定されると、45°を走査する空中線部1−1を特定方向の走査に充当するため、S1により表示・選択部9は、ステップS1により空中線部1−1を選択する。これにより、空中線部1−2〜1−4は非選択空中線部1´となる。   Here, when the specific azimuth 45 ° is designated, the aerial part 1-1 that scans 45 ° is used for scanning in the specific direction. Select. Thereby, the antenna parts 1-2 to 1-4 become the non-selected antenna parts 1 '.

次に、目標走査範囲算出部10は、ステップS2により、非選択空中線部1´の数が3であることから、包囲前周を3で除算して得られる120°の範囲を、空中線部1−2〜1−4のそれぞれに走査させることに決定する。次に、空中線駆動制御部11は、ステップS4により、表示・操作部9が選択した空中線部1−1の設定方位を、特定方位である45°に決定する。
次に、空中線駆動制御部11は、アンテナ開口の方位と特定方位とがなす角が最小となる非選択空中線部1´を特定する。
Next, the target scanning range calculation unit 10 determines that the range of 120 ° obtained by dividing the surrounding front circumference by 3 is the aerial unit 1 because the number of the non-selected aerial units 1 ′ is 3 in step S2. It is decided to scan each of −2 to 1-4. Next, the antenna drive control unit 11 determines the set direction of the antenna unit 1-1 selected by the display / operation unit 9 to be a specific direction of 45 ° in step S4.
Next, the antenna drive control unit 11 specifies the non-selected antenna unit 1 ′ that minimizes the angle formed by the direction of the antenna opening and the specific direction.

図3を参照すると、空中線部1−2のアンテナ開口の方位は90°であり、特定方位となす角は45°となる。空中線部1−3のアンテナ開口の方位は180°であり、特定方位となす角は135°となる。空中線部1−4のアンテナ開口の方位は270°であり、特定方位となす角は225°となる。
したがって、空中線駆動制御部11は、アンテナ開口の方位と特定方位とがなす角が最小となる非選択空中線部1´が、空中線部1−2であると特定する。そのため、空中線駆動制御部11は、ステップS5により、当該空中線部1−2の設定方位を特定方位である45°に決定する。これにより、空中線部1−2の設定方位が45°であるため、空中線部1−2のビーム走査範囲は、−15°(345°)〜105°となる。
Referring to FIG. 3, the antenna opening azimuth of the antenna unit 1-2 is 90 °, and the angle formed with the specific azimuth is 45 °. The antenna opening direction of the antenna unit 1-3 is 180 °, and the angle formed with the specific direction is 135 °. The antenna opening direction of the antenna unit 1-4 is 270 °, and the angle formed with the specific direction is 225 °.
Therefore, the antenna drive control unit 11 specifies that the non-selected antenna unit 1 ′ that minimizes the angle formed by the direction of the antenna opening and the specific direction is the antenna unit 1-2. Therefore, the antenna drive control unit 11 determines the setting direction of the antenna unit 1-2 to be a specific direction of 45 ° in step S5. Thereby, since the setting azimuth | direction of the aerial part 1-2 is 45 degrees, the beam scanning range of the aerial part 1-2 becomes -15 degrees (345 degrees)-105 degrees.

次に、空中線駆動制御部11は、ステップS6により、空中線部1−2のビーム走査範囲と重複しないように、残りの空中線部1−3、1−4の設定方位を決定する。空中線部1−2のビーム走査範囲が−15°(345°)〜105°であるため、残りの空中線部1−3、1−4は、105°〜225°の範囲と、225°〜345°の範囲を走査する必要がある。105°〜225°の範囲を走査するには、アンテナ開口を165°に向ける必要があり、225°〜345°の範囲を走査するには、アンテナ開口を285°に向ける必要がある。そこで、空中線駆動制御部11は、現在のアンテナ開口の方位との差が最も小さくなるよう、空中線部1−3の設定方位を、165°に決定し、空中線部1−4の設定方位を、285°に決定する。   Next, the antenna drive control unit 11 determines the set orientations of the remaining antenna units 1-3 and 1-4 so as not to overlap with the beam scanning range of the antenna unit 1-2 in step S6. Since the beam scanning range of the aerial part 1-2 is −15 ° (345 °) to 105 °, the remaining aerial parts 1-3 and 1-4 have a range of 105 ° to 225 ° and 225 ° to 345. It is necessary to scan a range of °. To scan the range of 105 ° to 225 °, the antenna aperture needs to be directed to 165 °, and to scan the range of 225 ° to 345 °, the antenna aperture needs to be directed to 285 °. Therefore, the antenna drive control unit 11 determines the setting direction of the antenna unit 1-3 to be 165 ° so that the difference from the current antenna aperture direction becomes the smallest, and sets the setting direction of the antenna unit 1-4 as Determined at 285 °.

図4は、特定方位が指定された場合の設定方位およびビーム走査範囲の一例を示す図である。
図4に示すように、空中線部1−1と空中線部1−2のアンテナ開口の方位を特定方位に向けることで、ビーム形成に用いるアンテナ開口とアンテナ素子数を増大させることができる。また、空中線部1−3、1−4の方位設定角も変化させることで、方位全周をもれなく走査することができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a setting direction and a beam scanning range when a specific direction is designated.
As shown in FIG. 4, the antenna openings used for beam formation and the number of antenna elements can be increased by orienting the antenna openings of the antenna unit 1-1 and the antenna unit 1-2 in a specific direction. Further, by changing the azimuth setting angles of the aerial sections 1-3, 1-4, it is possible to scan all around the azimuth.

他方、ステップS3で、表示・操作部9が入力を受け付けたデータが、機能を喪失した空中線部1のデータである場合(ステップS3:機能喪失)、空中線駆動制御部11は、各非選択空中線部1´の設定方位を、現在のアンテナ開口の方位との差が最も小さく、かつビームの走査範囲を目標走査範囲データが示す走査範囲に変更した場合に、当該走査範囲が他の非選択空中線部1´のビームの走査範囲と重複しない方位に決定する(ステップS7)。   On the other hand, when the data received by the display / operation unit 9 in step S3 is the data of the antenna unit 1 that has lost its function (step S3: loss of function), the antenna drive control unit 11 uses each unselected antenna. When the setting azimuth of the unit 1 ′ is the smallest difference from the azimuth of the current antenna aperture and the beam scanning range is changed to the scanning range indicated by the target scanning range data, the scanning range becomes another non-selected antenna. The orientation is determined so as not to overlap with the beam scanning range of the section 1 ′ (step S7).

ここで、空中線部1−1が機能を喪失したために、操作員により当該空中線部1−1のデータの入力を受け付けた場合の動作を具体的な例を用いて説明する。なお、空中線部1の配置の初期状態は、図3に示す状態であるものとする。
機能を喪失した空中線部1−1のデータが入力されると、表示・選択部9は、ステップS1により、入力されたデータが示す空中線部1−1を選択する。これにより、空中線部1−2〜1−4は非選択空中線部1´となる。
Here, since the antenna unit 1-1 has lost its function, the operation when the operator receives data input of the antenna unit 1-1 will be described using a specific example. In addition, the initial state of arrangement | positioning of the antenna part 1 shall be the state shown in FIG.
When the data of the antenna unit 1-1 that has lost its function is input, the display / selection unit 9 selects the antenna unit 1-1 indicated by the input data in step S1. Thereby, the antenna parts 1-2 to 1-4 become the non-selected antenna parts 1 '.

次に、目標走査範囲算出部10は、ステップS2により、非選択空中線部1´の数が3であることから、包囲前周を3で除算して得られる120°の範囲を、空中線部1−2〜1−4のそれぞれに走査させることに決定する。   Next, the target scanning range calculation unit 10 determines that the range of 120 ° obtained by dividing the surrounding front circumference by 3 is the aerial unit 1 because the number of the non-selected aerial units 1 ′ is 3 in step S2. It is decided to scan each of −2 to 1-4.

次に、空中線駆動制御部11は、ステップS7により、非選択空中線部1´同士のビーム走査範囲が重複しないように、非選択空中線部1´の設定方位を決定する。ここでは、各非選択空中線部1´が走査する範囲がそれぞれ120°であるため、それぞれのアンテナ開口の方位の差が120°となる必要がある。そこで、現在のアンテナ開口の方位との差が最も小さくなるよう、空中線部1−2の設定方位を、60°に決定し、空中線部1−3の設定方位を、180°に決定し、空中線部1−4の設定方位を、300°に決定する。   Next, in step S7, the antenna drive control unit 11 determines the set orientation of the non-selected antenna unit 1 ′ so that the beam scanning ranges of the non-selected antenna units 1 ′ do not overlap. Here, since the range scanned by each non-selected antenna part 1 ′ is 120 °, the difference in the direction of each antenna aperture needs to be 120 °. Therefore, the setting direction of the antenna unit 1-2 is determined to be 60 °, and the setting direction of the antenna unit 1-3 is determined to be 180 ° so that the difference from the current antenna aperture direction is minimized. The setting azimuth | direction of the part 1-4 is determined to 300 degrees.

図5は、機能を喪失した空中線部が指定された場合の設定方位およびビーム走査範囲の一例を示す図である。
図5に示すように、空中線部1−2〜1−4の方位設定角を変化させることで、方位全周をもれなく走査することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a setting direction and a beam scanning range when an aerial part that has lost its function is designated.
As shown in FIG. 5, by changing the azimuth setting angles of the aerial portions 1-2 to 1-4, it is possible to scan all around the azimuth.

ステップS6またはステップS7で非選択空中線部1´の設定方位を決定すると、空中線駆動制御部11は、当該設定方位を示す制御データを生成し、空中線駆動部2に伝送する(ステップS8)。これにより、空中線駆動部2は、非選択空中線部1´のアンテナ面が、制御データが示す方位と同一の方位を向くように非選択空中線部1´を駆動する。   When the set direction of the non-selected antenna unit 1 ′ is determined in step S6 or step S7, the antenna drive control unit 11 generates control data indicating the set direction and transmits it to the antenna drive unit 2 (step S8). Thereby, the antenna driving unit 2 drives the non-selected antenna unit 1 ′ so that the antenna surface of the non-selected antenna unit 1 ′ faces the same direction as indicated by the control data.

空中線部1が駆動を開始すると、ビーム走査範囲算出器14は、方位検出部3から空中線部1のアンテナ開口の方位を示す方位データを読み出す(ステップS9)。次に、ビーム走査範囲算出器14は、読み出した方位データが示す方位と空中線駆動制御部11がステップS8で生成した制御データが示す方位とが一致するか否かを判定する(ステップS10)。
ビーム走査範囲算出器14は、方位データが示す方位と制御データが示す方位とが一致しないと判定した場合(ステップS10:NO)、読み出した方位データを用いて、一の非選択空中線部1´のビームの走査範囲と、当該非選択空中線部1´に隣接する他の非選択空中線部1´のビームの走査範囲との間に発生する走査されない範囲を算出する(ステップS11)。
When the antenna unit 1 starts driving, the beam scanning range calculator 14 reads azimuth data indicating the azimuth of the antenna opening of the antenna unit 1 from the azimuth detector 3 (step S9). Next, the beam scanning range calculator 14 determines whether or not the orientation indicated by the read orientation data matches the orientation indicated by the control data generated by the antenna drive control unit 11 in step S8 (step S10).
When the beam scanning range calculator 14 determines that the azimuth indicated by the azimuth data and the azimuth indicated by the control data do not match (step S10: NO), the beam scanning range calculator 14 uses the read azimuth data to select one unselected antenna part 1 ′. A non-scanned range that occurs between the scanning range of the beam and the scanning range of the beam of the other non-selected aerial part 1 ′ adjacent to the non-selected aerial part 1 ′ is calculated (step S11).

次に、ビーム走査範囲算出器14は、当該されない範囲の半分を、一の非選択空中線部1´のビームの走査範囲に含め、残り半分を他の非選択アンテナ1´のビームの走査範囲に含めるように、非選択アンテナ1´のそれぞれのビームの走査範囲を決定する(ステップS12)。次に、ビーム走査範囲算出器14は、当該走査範囲を示す走査範囲制御データをビーム制御部12に伝送する。そして、ビーム制御部12は、ビーム制御部12が各空中線部1のビームの走査範囲が所定の範囲になるように、ビームの形成を行うための制御データを生成し、当該制御データを空中線部1に伝送する。以下、ステップS9に戻り、処理を繰り返す。   Next, the beam scanning range calculator 14 includes a half of the unaffected range in the scanning range of the beam of one unselected antenna part 1 ′, and the other half in the scanning range of the beam of the other unselected antenna 1 ′. The scanning range of each beam of the unselected antenna 1 ′ is determined so as to be included (step S12). Next, the beam scanning range calculator 14 transmits scanning range control data indicating the scanning range to the beam control unit 12. Then, the beam control unit 12 generates control data for forming the beam so that the beam control unit 12 has a predetermined scanning range of the beam of each antenna unit 1, and transmits the control data to the antenna unit. 1 is transmitted. Thereafter, the process returns to step S9 and the process is repeated.

以下に、ステップS11、S12の処理の具体例を示す。
図6は、非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲の補正方法を示す図である。
今回ステップS9で方位データを読み出した時刻を時刻tとおき、前回ステップS9で方位データを読み出した時刻(初めてステップS9を実行する場合は、空中線部1の駆動開始前の時刻)を時刻t−1とおく。時刻t−1の時点では、図6(A)に示すように、非選択空中線部1´である空中線部1−2のアンテナ開口の方位は90°、ビームの走査範囲は、アンテナ開口の方位から±45°の範囲である。また、時刻t−1における、空中線部1−2に隣接する非選択空中線部1´である空中線部1−3のアンテナ開口の方位は、180°、ビームの走査範囲は、アンテナ開口の方位から±45°の範囲である。
Below, the specific example of the process of step S11, S12 is shown.
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for correcting a non-scanned range generated by driving a non-selected antenna.
The time when the azimuth data is read at step S9 this time is set as time t, and the time when the azimuth data is read at the previous step S9 (when step S9 is executed for the first time, the time before the start of driving of the antenna unit 1) is set at time t−. Set to 1. At time t−1, as shown in FIG. 6A, the antenna opening azimuth of the antenna portion 1-2 which is the non-selected antenna portion 1 ′ is 90 °, and the beam scanning range is the azimuth of the antenna opening. To ± 45 °. Further, at time t-1, the antenna opening direction of the antenna part 1-3, which is the non-selected antenna part 1 ′ adjacent to the antenna part 1-2, is 180 °, and the beam scanning range is from the direction of the antenna opening. The range is ± 45 °.

ここで、時刻tにおける空中線部1−2のアンテナ開口の方位が90°、空中線部1−3のアンテナ開口の方位が186°である場合、図6(B)に示すように、空中線部1−2のビーム走査範囲の端である135°から空中線部1−3のビーム走査範囲の端である141°までの範囲が、走査されない範囲となる。そこで、ビーム走査範囲算出器14は、図6(C)に示すように、当該走査されない範囲の半分である135°〜138°の範囲を空中線部1−2のビーム走査範囲に含め、また、残り半分である138°〜141°の範囲を空中線部1−3のビーム走査範囲に含める。
このように、ビーム走査範囲算出器14は、非選択空中線部1´の駆動によって発生する走査されない範囲をカバーすることができる。
Here, when the direction of the antenna opening of the antenna part 1-2 at time t is 90 ° and the direction of the antenna opening of the antenna part 1-3 is 186 °, as shown in FIG. 6B, the antenna part 1 The range from 135 °, which is the end of the −2 beam scanning range, to 141 °, which is the end of the beam scanning range of the aerial portion 1-3, is a range that is not scanned. Therefore, as shown in FIG. 6C, the beam scanning range calculator 14 includes a range of 135 ° to 138 °, which is a half of the non-scanned range, in the beam scanning range of the aerial part 1-2, The other half of the range of 138 ° to 141 ° is included in the beam scanning range of the aerial part 1-3.
In this way, the beam scanning range calculator 14 can cover a non-scanned range that is generated by driving the non-selected antenna unit 1 ′.

ビーム走査範囲算出器14は、ステップS10で、方位データが示す方位と制御データが示す方位とが一致すると判定した場合(ステップS10:YES)、ビーム走査範囲算出器14は、非選択空中線部1´のそれぞれのビームの走査範囲を、目標走査範囲算出部10がステップS2で算出した走査範囲に決定し(ステップS13)、当該走査範囲を示す走査範囲制御データをビーム制御部12に伝送する。そして、ビーム制御部12は、ビーム制御部12が各空中線部1のビームの走査範囲が所定の範囲になるように、ビームの形成を行うための制御データを生成し、当該制御データを空中線部1に伝送し、処理を終了する。   When the beam scanning range calculator 14 determines in step S10 that the azimuth indicated by the azimuth data matches the azimuth indicated by the control data (step S10: YES), the beam scanning range calculator 14 determines that the non-selected antenna unit 1 The scanning range of each beam 'is determined as the scanning range calculated by the target scanning range calculation unit 10 in step S2 (step S13), and scanning range control data indicating the scanning range is transmitted to the beam control unit 12. Then, the beam control unit 12 generates control data for forming the beam so that the beam control unit 12 has a predetermined scanning range of the beam of each antenna unit 1, and transmits the control data to the antenna unit. 1 to complete the processing.

このように、本実施形態によるレーダ装置は、空中線駆動部2が非選択空中線部1´を駆動させている間、走査されない範囲をカバーし、かつ非選択空中線部1´同士のビームの走査範囲が重複しないように、非選択空中線部1´のそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する。これにより、空中線部1のアンテナ開口の方位を変更する際に、消費電力を抑えつつ、追尾を継続することができる。   As described above, the radar apparatus according to the present embodiment covers a range that is not scanned while the aerial drive unit 2 drives the non-selected aerial unit 1 ′, and the beam scanning range between the non-selected aerial units 1 ′. So that the scanning range of each beam of the non-selected antenna part 1 ′ is sequentially changed. Thereby, when changing the azimuth | direction of the antenna opening of the antenna part 1, tracking can be continued, suppressing power consumption.

ここで、空中線駆動制御部11による各空中線駆動部2の駆動制御について説明する。
上述したように、ビーム走査範囲算出器14の処理により、非選択空中線部1´のそれぞれのビームの走査範囲は、駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ非選択空中線部1´同士のビームの走査範囲が重複しないように変更される。このとき、各非選択空中線部1´の走査の精度を高く保つためには、非選択空中線部1´の走査範囲がアンテナ開口の方位から正方向及び負方向に均等になるように非選択空中線部1´のアンテナ開口の方位を変更する必要がある。これは、送出するビームの方向がアンテナ開口の方位から離れるに従って、ビーム形成時の利得が低下するためである。
Here, drive control of each antenna drive unit 2 by the antenna drive control unit 11 will be described.
As described above, by the processing of the beam scanning range calculator 14, the scanning range of each beam of the non-selected aerial unit 1 ′ covers a range not scanned by driving and between the non-selected aerial units 1 ′. The scanning range of the beam is changed so as not to overlap. At this time, in order to keep the scanning accuracy of each non-selection antenna part 1 'high, the non-selection antennas so that the scanning range of the non-selection antenna part 1' is equal to the positive direction and the negative direction from the direction of the antenna opening. It is necessary to change the orientation of the antenna opening of the part 1 ′. This is because the gain at the time of beam formation decreases as the direction of the beam to be transmitted moves away from the direction of the antenna aperture.

ここで、空中線駆動部2が、非選択空中線部1´のそれぞれを同一の角速度で駆動させてしまうと、非選択空中線部1´のそれぞれの間に発生する走査されない範囲の間隔が均一にならない。そのため、上述したステップS11、S12の処理により、非選択空中線部1´の走査範囲は、アンテナ開口の方位から正方向及び負方向に均等にならなくなってしまう。   Here, if the antenna driving unit 2 drives each of the non-selected antenna units 1 ′ at the same angular velocity, the interval of the unscanned range generated between each of the non-selected antenna units 1 ′ does not become uniform. . For this reason, the processing of steps S11 and S12 described above does not make the scanning range of the non-selected antenna part 1 'uniform in the positive direction and the negative direction from the direction of the antenna aperture.

そのため、空中線駆動制御部11は、非選択空中線部1´のそれぞれの間に発生する走査されない範囲の間隔が等しくなるよう、以下に示す方法を用いて空中線駆動部2に伝送する制御データを生成する。
まず、空中線駆動制御部11は、非選択空中線部1´のうち、現在のアンテナ開口の方位と設定方位との差が最も大きい非選択空中線部1´のアンテナ開口の方位が、設定方位になるまでに要する必要駆動時間を算出する。例えば、現在のアンテナ開口の方位と設定方位との差が最も大きい非選択空中線部1´のアンテナ開口の方位が90°であり、当該非選択空中線部1´の設定方位が120°であった場合、空中線駆動制御部11は、必要駆動時間として、非選択空中線部1´のアンテナ開口の方位を30°動かすのに要する時間を算出する。
Therefore, the antenna drive control unit 11 generates control data to be transmitted to the antenna drive unit 2 using the method described below so that the non-scanned range intervals generated between the non-selected antenna units 1 ′ are equal. To do.
First, the antenna drive control unit 11 sets the azimuth of the antenna opening of the non-selected antenna unit 1 ′ having the largest difference between the azimuth of the current antenna opening and the set azimuth among the non-selected antenna units 1 ′ as the set azimuth. The required drive time required until the time is calculated. For example, the orientation of the antenna opening of the unselected antenna portion 1 ′ having the largest difference between the orientation of the current antenna opening and the set orientation is 90 °, and the setting orientation of the unselected antenna portion 1 ′ is 120 °. In this case, the antenna drive control unit 11 calculates the time required to move the direction of the antenna opening of the non-selected antenna unit 1 ′ by 30 ° as the required drive time.

次に、空中線駆動制御部11は、算出した必要駆動時間で、非選択空中線部1´のアンテナ開口の方位を設定方位まで駆動するのに要する角速度を非選択空中線部1´のそれぞれに対して算出する。そして、空中線駆動制御部11は、空中線駆動部2に対し、当該算出した角速度で非選択空中線部1´を駆動させる制御データを生成し、空中線駆動部2に伝送する。そして、空中線駆動部2は、当該制御データが示す角速度を用いて、非選択空中線部1´のそれぞれを駆動する。
これにより、非選択空中線部1´のそれぞれの間に発生する走査されない範囲の間隔を等しくすることができる。
Next, the antenna drive control unit 11 sets the angular velocity required to drive the azimuth of the antenna opening of the non-selected antenna unit 1 ′ to the set azimuth for each of the non-selected antenna units 1 ′ with the calculated required driving time. calculate. Then, the antenna drive control unit 11 generates control data for causing the antenna drive unit 2 to drive the non-selected antenna unit 1 ′ at the calculated angular velocity, and transmits the control data to the antenna drive unit 2. Then, the antenna drive unit 2 drives each of the non-selected antenna units 1 ′ using the angular velocity indicated by the control data.
Thereby, the interval of the range which is not scanned and generate | occur | produced between each of the non-selection antenna parts 1 'can be made equal.

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to

上述のレーダ装置は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。   The aforementioned radar apparatus has a computer system inside. The operation of each processing unit described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above processing is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。   The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

1、1−1〜1−n…空中線部 1´…非選択空中線部 2、2−1〜2−n…空中線駆動部 3、3−1〜3−n…方位検出器 4…セクタ切替部 5…送受信切替器 6…受信部 7…信号処理部 8…データ処理部 9…表示・操作部 10…目標走査範囲算出部 11…空中線駆動制御部 12…ビーム制御部 13…送信部 14…ビーム走査範囲算出器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1-1 to 1-n ... Antenna part 1 '... Non-selection antenna part 2, 2-1 to 2-n ... Antenna driver 3, 3-1 to 3-n ... Direction detector 4 ... Sector switching part DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 ... Transmission / reception switching device 6 ... Reception part 7 ... Signal processing part 8 ... Data processing part 9 ... Display / operation part 10 ... Target scanning range calculation part 11 ... Antenna drive control part 12 ... Beam control part 13 ... Transmission part 14 ... Beam Scan range calculator

Claims (5)

異なる方位に向けて設置された複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置であって、
前記複数のフェーズドアレイアンテナの中から少なくとも1つのフェーズドアレイアンテナを選択する選択部と、
前記選択部が選択したフェーズドアレイアンテナ以外のフェーズドアレイアンテナである非選択アンテナのビームの走査範囲であって、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を組み合わせることで予め定められた範囲をもれなくカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないような、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を算出する走査範囲算出部と、
前記非選択アンテナのそれぞれが前記走査範囲算出部が算出したビームの走査範囲をカバーするときの、前記非選択アンテナのそれぞれのアンテナ開口の方位を算出する方位算出部と、
前記非選択アンテナのアンテナ開口が、前記方位算出部が算出したアンテナ開口の方位と同一の方位を向くように前記非選択アンテナを駆動する駆動部と、
前記駆動部が前記非選択アンテナを駆動させている間、前記非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する走査範囲制御部と
を備えることを特徴とするレーダ装置。
A radar apparatus comprising a plurality of phased array antennas installed in different directions,
A selector that selects at least one phased array antenna from the plurality of phased array antennas;
A scanning range of a beam of a non-selected antenna that is a phased array antenna other than the phased array antenna selected by the selection unit, and covers a predetermined range by combining the scanning range of the beam of the non-selected antenna. And a scanning range calculation unit for calculating a scanning range of the beam of the non-selected antenna so that a scanning range of the beam of the non-selected antenna does not overlap,
An azimuth calculating unit that calculates the azimuth of each antenna opening of the non-selected antenna when each of the non-selected antennas covers the scanning range of the beam calculated by the scanning range calculating unit;
A driving unit that drives the non-selected antenna so that the antenna aperture of the non-selected antenna is oriented in the same direction as the direction of the antenna aperture calculated by the azimuth calculating unit;
While the driving unit is driving the non-selected antenna, the non-scanned range generated by driving the non-selected antenna is covered, and the non-selected antennas are configured so that the scanning ranges of the beams do not overlap. A radar apparatus comprising: a scanning range control unit that sequentially changes a scanning range of each beam of the selected antenna.
前記走査範囲制御部は、
一の非選択アンテナのビームの走査範囲と当該一の非選択アンテナに隣接する他の非選択アンテナのビームの走査範囲との間に発生する走査されない範囲の半分を前記一の非選択アンテナのビームの走査範囲に含め、残り半分を前記他の非選択アンテナのビームの走査範囲に含めるように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を変更する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーダ装置。
The scanning range control unit
Half of the unscanned range generated between the scanning range of the beam of one non-selected antenna and the scanning range of the beam of another non-selected antenna adjacent to the one non-selected antenna is the beam of the one non-selected antenna. The scanning range of each beam of the non-selected antenna is changed so that the other half is included in the scanning range of the beam of the other non-selected antenna. Radar device.
前記非選択アンテナのうち、現在のアンテナ開口の方位と前記方位算出部が算出した方位との差が最も大きい非選択アンテナのアンテナ開口の方位が、前記方位算出部が算出した方位になるまでに要する時間を算出する駆動完了時間算出部と、
前記駆動完了時間算出部が算出した時間で、非選択アンテナのアンテナ開口の方位を前記方位算出部が算出した方位まで駆動するのに要する、前記非選択アンテナのそれぞれの角速度を算出する駆動速度算出部と
を備え、
前記駆動部は、前記駆動速度算出部が算出した角速度を用いて、前記非選択アンテナのそれぞれを駆動する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のレーダ装置。
Among the non-selected antennas, until the direction of the antenna opening of the non-selected antenna having the largest difference between the direction of the current antenna opening and the direction calculated by the direction calculation unit becomes the direction calculated by the direction calculation unit. A drive completion time calculation unit for calculating the time required;
Driving speed calculation for calculating each angular velocity of the non-selected antenna required to drive the azimuth of the antenna opening of the non-selected antenna to the azimuth calculated by the azimuth calculating unit at the time calculated by the driving completion time calculating unit The department and
The radar device according to claim 1, wherein the driving unit drives each of the non-selected antennas using the angular velocity calculated by the driving velocity calculation unit.
異なる方位に向けて設置された複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置のアンテナ制御方法であって、
選択部は、前記複数のフェーズドアレイアンテナの中から少なくとも1つのフェーズドアレイアンテナを選択し、
走査範囲算出部は、前記選択部が選択したフェーズドアレイアンテナ以外のフェーズドアレイアンテナである非選択アンテナのビームの走査範囲であって、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を組み合わせることで予め定められた範囲をもれなくカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないような、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を算出し、
方位算出部は、前記非選択アンテナのそれぞれが前記走査範囲算出部が算出したビームの走査範囲をカバーするときの、前記非選択アンテナのそれぞれのアンテナ開口の方位を算出し、
駆動部は、前記非選択アンテナのアンテナ開口が、前記方位算出部が算出したアンテナ開口の方位と同一の方位を向くように前記非選択アンテナを駆動し、
走査範囲制御部は、前記駆動部が前記非選択アンテナを駆動させている間、前記非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する
ことを特徴とするアンテナ制御方法。
A radar apparatus antenna control method comprising a plurality of phased array antennas installed in different directions,
The selection unit selects at least one phased array antenna from the plurality of phased array antennas,
The scanning range calculation unit is a beam scanning range of a non-selected antenna that is a phased array antenna other than the phased array antenna selected by the selection unit, and is determined in advance by combining the beam scanning range of the non-selected antenna. Calculating the beam scanning range of the non-selected antenna so that the scanning range of the beam between the non-selected antennas does not overlap.
The azimuth calculating unit calculates the azimuth of each antenna opening of the non-selected antenna when each of the non-selected antennas covers the scanning range of the beam calculated by the scanning range calculating unit,
The drive unit drives the non-selected antenna so that the antenna aperture of the non-selected antenna faces the same direction as the direction of the antenna aperture calculated by the direction calculation unit,
The scanning range control unit covers a non-scanned range generated by driving the non-selected antenna while the driving unit drives the non-selected antenna, and the scanning ranges of the beams of the non-selected antennas overlap. The antenna control method is characterized in that the scanning range of each beam of the non-selected antenna is sequentially changed so as not to cause a problem.
異なる方位に向けて設置された複数のフェーズドアレイアンテナを備えるレーダ装置を、
前記複数のフェーズドアレイアンテナの中から少なくとも1つのフェーズドアレイアンテナを選択する選択部、
前記選択部が選択したフェーズドアレイアンテナ以外のフェーズドアレイアンテナである非選択アンテナのビームの走査範囲であって、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を組み合わせることで予め定められた範囲をもれなくカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないような、前記非選択アンテナのビームの走査範囲を算出する走査範囲算出部、
前記非選択アンテナのそれぞれが前記走査範囲算出部が算出したビームの走査範囲をカバーするときの、前記非選択アンテナのそれぞれのアンテナ開口の方位を算出する方位算出部、
前記非選択アンテナのアンテナ開口が、前記方位算出部が算出したアンテナ開口の方位と同一の方位を向くように前記非選択アンテナを駆動する駆動部、
前記駆動部が前記非選択アンテナを駆動させている間、前記非選択アンテナの駆動によって発生する走査されない範囲をカバーし、かつ前記非選択アンテナ同士のビームの走査範囲が重複しないように、前記非選択アンテナのそれぞれのビームの走査範囲を逐次変更する走査範囲制御部
として機能させるためのプログラム。
A radar device comprising a plurality of phased array antennas installed in different directions,
A selector for selecting at least one phased array antenna from the plurality of phased array antennas;
A scanning range of a beam of a non-selected antenna that is a phased array antenna other than the phased array antenna selected by the selection unit, and covers a predetermined range by combining the scanning range of the beam of the non-selected antenna. And a scanning range calculation unit that calculates a scanning range of the beam of the non-selected antenna so that the scanning range of the beam of the non-selected antenna does not overlap.
An azimuth calculating unit that calculates the azimuth of each antenna opening of the non-selected antenna when each of the non-selected antennas covers the scanning range of the beam calculated by the scanning range calculating unit,
A drive unit that drives the non-selected antenna so that the antenna aperture of the non-selected antenna faces the same direction as the direction of the antenna aperture calculated by the azimuth calculating unit;
While the driving unit is driving the non-selected antenna, the non-scanned range generated by driving the non-selected antenna is covered, and the non-selected antennas are configured so that the scanning ranges of the beams do not overlap. A program for functioning as a scanning range controller that sequentially changes the scanning range of each beam of the selected antenna.
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