JP5224989B2

JP5224989B2 - Radar system

Info

Publication number: JP5224989B2
Application number: JP2008246745A
Authority: JP
Inventors: 淳浅古
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2028-09-25
Also published as: JP2010078446A

Description

本発明は、レーダシステムに係り、特に洋上から飛来する目標を遠距離で捕捉するレーダシステムに関する。 The present invention relates to a radar system, and more particularly to a radar system that captures a target flying from the ocean at a long distance.

周知のように、従来のレーダ装置においては、例えば、回転する送受共用の空中線からパルス状のレーダ波を送信してその反射波を受信し、この受信した反射波からレーダ覆域内に存在する目標に対する距離や方位等の目標情報を取得している。このようなレーダ装置を用いて、例えば洋上から飛来する目標等を極力遠方において探知しようとする場合、レーダ送信出力の高出力化や空中線の開口を広くするなどの方策によって探知性能を向上させ対応している。 As is well known, in a conventional radar apparatus, for example, a pulsed radar wave is transmitted from a rotating antenna for transmission and reception, and the reflected wave is received, and the target existing in the radar coverage from the received reflected wave. The target information such as distance and direction to is acquired. Using such a radar device, for example, when trying to detect a target flying from the ocean as far away as possible, improve the detection performance by measures such as increasing the radar transmission output and widening the antenna opening. doing.

しかし、レーダ送信出力の高出力化にあたっては、近年では特に物性的に安定した半導体を材料にした高周波素子が用いられるようになったが、その効率面では更なる改善が必要であり、加えて高出力化に伴う発熱とその冷却や、供給する電源容量の増大へも対処していかなければならない。また、空中線の開口の大型化は、レーダ能力向上の方策として最も有効な手法のひとつであり、大型の空中線も実用化されつつあるが、大型であるが故、製造の困難さ、維持整備性、施設等に対する負担など、問題点も多い。 However, in order to increase the output of radar transmission, in recent years, high-frequency elements made of semiconductors that are stable in physical properties have been used. However, further improvement is necessary in terms of efficiency. It is also necessary to cope with the heat generation and cooling associated with higher output and the increase in power supply capacity to be supplied. Increasing the size of the antenna opening is one of the most effective ways to improve radar performance. Large antennas are also being put into practical use, but they are difficult to manufacture and maintain. There are also many problems, such as the burden on facilities.

さらに、目標等の探知を中断することなく常続的に実施する場合には、設置施設等の利便性や運用コスト等も考慮に入れて、レーダ装置は、例えば海岸線付近の陸上に設置される。しかし、この場合には、レーダ装置の設置場所の条件によっては見通しによる制約があり、図７に例示したように、特に低空で飛来する目標については、遠方で探知することが困難となる。 Furthermore, when the detection of the target and the like is carried out continuously without interruption, the radar device is installed on the land near the coastline, taking into consideration the convenience of the installation facility and the operation cost. . However, in this case, there are restrictions due to the line of sight depending on the conditions of the installation location of the radar apparatus, and as shown in FIG. 7, it is difficult to detect a target flying particularly in the low sky far away.

これに対して、レーダ波の送受信が可能な無人機等による無人レーダサブシステムを複数同時に稼働させて目標を観測する事例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、このような手法により、目標等の探知を中断することなく長期間にわたり継続稼働させるには、運用・維持コストの大幅な増大が見込まれる。
特開平５−３４１０４２号公報（第４ページ、図１） On the other hand, a case is disclosed in which a plurality of unmanned radar subsystems such as unmanned aircraft capable of transmitting and receiving radar waves are simultaneously operated to observe a target (see, for example, Patent Document 1). However, if such a method is used for continuous operation over a long period of time without interrupting detection of a target or the like, a significant increase in operation and maintenance costs is expected.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-341042 (page 4, FIG. 1)

以上説明したように、洋上から飛来する目標等を極力遠方において探知するレーダ装置では、送信電力の高出力化や空中線の大型化等が避けられないが、これらは必ずしも受け入れ可能な規模を超えてしまう場合があった。また、地上設置した場合には見通し距離による制約もあり、さらに、無人機等による場合には、常続的な運用に対して困難を伴っていた。 As explained above, in radar devices that detect targets flying from the ocean as far away as possible, it is inevitable to increase the output power and increase the size of the aerial. There was a case. In addition, when installed on the ground, there is a restriction due to the line-of-sight distance, and further, when using an unmanned aerial vehicle or the like, there are difficulties in continuous operation.

本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、システムを構成する各部を巨大化させることなく、洋上から飛来する目標をより遠距離において探知するレーダシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a radar system that detects a target flying from the ocean at a longer distance without enlarging each part constituting the system. To do.

上記目的を達成するために、本発明のレーダシステムは、複数のレーダ送信局、複数のレーダ受信局、及びこれらレーダ受信局とデータリンクで結合されたレーダ中枢局とを相互に離隔して配置し目標を探知するレーダシステムであって、前記レーダ送信局のそれぞれは、前記レーダ中枢局が設置された陸地から見通し範囲外となる洋上の領域の目標を探知できる距離分だけ洋上に離間して配置された洋上の浮遊体をプラットフォームにして、レーダ波を上空の覆域に向けて送信するレーダ波送信部と、電力を供給する電源部とを備えるとともに、これら複数のレーダ送信局をそれぞれの覆域に基づき相互に距離をおいて展開することにより、前記洋上において長距離にわたってそれぞれの送信局が送信した前記レーダ波によるカーテン状の照射領域を形成し、前記レーダ受信局のそれぞれは、滞空体をプラットフォームにして、前記レーダ送信局からの直接のレーダ波、及び前記レーダ送信局からのレーダ波により形成されたカーテン状の照射領域を通過する目標からの反射波を受信するレーダ波受信部と、自位置データを取得する自位置取得部と、前記レーダ波受信部からの受信データ及び自位置取得部からの自位置データを前記レーダ中枢局に送るデータリンク部と、電力を供給する電源部とを備えるとともに、前記複数のレーダ送信局からのそれぞれのレーダ波が、複数の局で直接同時に受信可能となるように相互に離隔して滞空し、前記レーダ中枢局は、前記陸地に設置され、前記レーダ受信局からの受信データ及び自位置データを受けとるデータリンク部と、これら受けとったデータに基づき前記目標を検出し目標情報を取得するデータ処理部とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radar system according to the present invention includes a plurality of radar transmitter stations, a plurality of radar receiver stations, and a radar central station coupled to the radar receiver station and a data link by being separated from each other. A radar system for detecting a target, wherein each of the radar transmitters is separated from the land where the radar central station is installed by a distance that can detect a target in an offshore region that is out of the line-of-sight range. and the floating body arranged offshore platform, the radar wave transmitting unit that transmits the radar waves covering area of the sky, Rutotomoni and a power supply unit for supplying electric power, the plurality of radar transmitter station respectively By deploying at a distance from each other on the basis of the coverage area, a curtain-like shape by the radar wave transmitted by each transmitting station over a long distance on the ocean Morphism to form regions, each of the radar receiving station, and the hovering body platform, direct radar waves from the radar transmitting station, and curtain of irradiation regions formed by the radar waves from the radar transmitting station A radar wave receiving unit that receives a reflected wave from a target that passes through, a self-position obtaining unit that obtains self-position data, received data from the radar wave receiving unit, and self-position data from the self-position obtaining unit. a data link unit for sending the radar central station, Rutotomoni and a power supply unit for supplying power, each of the radar wave from said plurality of radar transmitting station, each other so as to be received directly at the same time by a plurality of stations spaced by hovering, the radar central station is installed in the land, a data link unit for receiving the received data and the current position data from the radar receiving station, these received Characterized by comprising a data processing unit for acquiring target information detects the target based on the taken data.

また、前記レーダ受信局は、所定の方向にマルチビームを形成して前記レーダ波及び反射波を受信することを特徴とする。 The radar receiving station receives the radar wave and the reflected wave by forming a multi-beam in a predetermined direction.

本発明によれば、レーダ波の距離減衰による信号強度の低下の影響を低減しているので、送信電力の高出力化や空中線の大型化等に対する要求が低減され、システムを構成する各部を巨大化させることなく、洋上から飛来する目標をより遠距離において探知できるコンパクトなレーダシステムを得ることができる。 According to the present invention, since the influence of a decrease in signal strength due to radar wave distance attenuation is reduced, demands for higher output power and larger antennas are reduced, and each part of the system is enormous. It is possible to obtain a compact radar system that can detect a target flying from the ocean at a long distance without making it into a large scale.

以下に、本発明に係るレーダシステムを実施するための最良の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out a radar system according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は、本発明に係るレーダシステムの一実施例の構成を示す概念図である。図１に例示したように、このレーダシステム１は、複数ｍ台のレーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）、複数ｎ台のレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）、及びレーダ中枢局４から構成されている。レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）のそれぞれは、本実施例においては、後述するレーダ中枢局４からの見通し範囲外となる領域の目標５を探知できる距離分だけ、レーダ中枢局４の設置された陸地から離間した洋上に、浮遊体をプラットフォームにして互いに距離をおいて配置されており、それぞれに、例えば自局から半円球状の上空に向けてレーダ波を送信する。また、各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）相互間の距離は、それぞれの送信したレーダ波によって、洋上において長距離にわたるカーテン状の照射領域を形成するように展開された距離に配置するものとしている。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of an embodiment of a radar system according to the present invention. As illustrated in FIG. 1, the radar system 1 includes a plurality of m radar transmission stations 2 (# 1 to #m), a plurality of n radar reception stations 3 (# 1 to #n), and a radar central station. It is composed of four. In the present embodiment, each of the radar transmission stations 2 (# 1 to #m) has a radar central station 4 that has a distance that can detect a target 5 in a region outside the line-of-sight range from the radar central station 4 described later. On the ocean separated from the installed land, they are arranged at a distance from each other with a floating body as a platform. For example, a radar wave is transmitted from the own station toward the hemispherical sky. Further, the distance between the respective radar transmitting stations 2 (# 1 to #m) is arranged at a distance developed by the respective transmitted radar waves so as to form a curtain-like irradiation region over a long distance on the ocean. It is supposed to be.

レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）のそれぞれは、レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）からのレーダ波、及びこれらレーダ波の目標５からの反射波を受信できる上空に滞留させるように、滞空体をプラットフォームにして互いに距離をおいて配置されている。そして、これらレーダ波及び反射波を受信するとともに自位置情報を取得し、データリンクを経由してこれら取得した受信データ及び自位置データをレーダ中枢局４に送信する。本実施例においては、マルチビームを形成してレーダ波、及び目標からの反射波を受信するものとしている。また、上記したレーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）及びレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）の相互の配置については、レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）から送信されるそれぞれのレーダ波が、上空に滞留しているレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）の中の異なる複数局で同時に受信可能となるように、互いに距離をおいて配置するものとしている。 Each of the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) stays in the sky where the radar waves from the radar transmitting stations 2 (# 1 to #m) and the reflected waves of the radar waves from the target 5 can be received. In addition, they are arranged at a distance from each other with the suspended body as a platform. Then, the radar wave and the reflected wave are received and the own position information is acquired, and the acquired received data and the own position data are transmitted to the radar central station 4 via the data link. In this embodiment, a multi-beam is formed to receive a radar wave and a reflected wave from a target. Further, regarding the mutual arrangement of the radar transmission stations 2 (# 1 to #m) and the radar reception stations 3 (# 1 to #n) described above, the respective transmissions are made from the radar transmission stations 2 (# 1 to #m). The radar waves are arranged at a distance from each other so that they can be simultaneously received by a plurality of different stations among the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) staying in the sky.

レーダ中枢局４は、例えば海岸線付近の陸上等に設置される。また、上空に滞留している各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）との間でデータリンクを有し、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）から送られてくる受信データ及び自位置データに基づいて目標を検出し目標情報を取得する。加えて、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）に対して、受信ビーム形成等の制御を含む動作制御のための制御情報を送出する。 The radar central station 4 is installed, for example, on land near the coastline. In addition, there is a data link with each radar receiving station 3 (# 1 to #n) staying in the sky, and the received data sent from each radar receiving station 3 (# 1 to #n) and A target is detected and target information is acquired based on the own position data. In addition, control information for operation control including control such as reception beam forming is transmitted to each radar receiving station 3 (# 1 to #n).

次に、図２乃至図６を参照して、上述したレーダ送信局２、レーダ受信局３、及びレーダ中枢局４のそれぞれの構成について説明する。 Next, with reference to FIGS. 2 to 6, the configurations of the radar transmission station 2, the radar reception station 3, and the radar central station 4 will be described.

まず、レーダ送信局２の構成について説明する。図２は、レーダ送信局２の外観の一例を示す概念図である。図２に例示したように、このレーダ送信局２は、浮遊体２０、筐体２１、及びレドーム２２を備えている。浮遊体２０は、このレーダ送信局２のプラットフォームであり、洋上において沈降することなく浮遊する構造体である。この浮遊体２０上には筐体２１が設けられており、その内部には後述の構成機器を含む各種の機器等（図示せず）が収納されている。さらにこの筐体２１の上方を覆うようにレドーム２２が設けられており、その内部には空中線部等（図示せず）が収納され、これらを保護している。 First, the configuration of the radar transmission station 2 will be described. FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the appearance of the radar transmitter station 2. As illustrated in FIG. 2, the radar transmission station 2 includes a floating body 20, a casing 21, and a radome 22. The floating body 20 is a platform of the radar transmission station 2 and is a structure that floats on the ocean without sinking. A housing 21 is provided on the floating body 20, and various devices including a component device (not shown) (not shown) are accommodated therein. Further, a radome 22 is provided so as to cover the upper portion of the housing 21, and an antenna portion or the like (not shown) is accommodated in the radome 22 to protect them.

また、図３は、レーダ送信局２の機器構成の一例を示すブロック図である。図３に例示したように、このレーダ送信局２は、空中線部２３、送信部２４、制御部２５、及び電源部２６を有している。空中線部２３は、レドーム２２内に収納され、送信部２４で生成されたレーダ波をレドーム２２を通して空間に放射する。本実施例においては、この空中線部２３は、例えばレドーム２２を通した半円球状の上空全体にレーダ波を放射する指向特性を有するものとしているが、その指向特性については、運用にあわせて種々の形態を採用できる。送信部２４は、周波数や電力等、所定の信号パラメータを有するレーダ波を生成し、空中線部２３に送出する。制御部２５は、送信部２４に対するレーダ波の生成制御を含む送信局２全体の動作を監視し制御する。電源部２６は、例えば燃料電池等によって構成され、長期にわたって中断することなく、送信部２４や制御部２５を含む送信局２内の各部に必要な電力を連続して供給する。 FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a device configuration of the radar transmission station 2. As illustrated in FIG. 3, the radar transmission station 2 includes an antenna unit 23, a transmission unit 24, a control unit 25, and a power supply unit 26. The antenna unit 23 is housed in the radome 22 and radiates the radar wave generated by the transmission unit 24 to the space through the radome 22. In the present embodiment, the antenna portion 23 has a directivity characteristic that radiates a radar wave over the entire hemispherical sky passing through the radome 22, for example. Can be adopted. The transmission unit 24 generates a radar wave having predetermined signal parameters such as frequency and power, and sends the radar wave to the antenna unit 23. The control unit 25 monitors and controls the operation of the entire transmission station 2 including the radar wave generation control for the transmission unit 24. The power supply unit 26 is composed of, for example, a fuel cell and continuously supplies necessary power to each unit in the transmission station 2 including the transmission unit 24 and the control unit 25 without interruption over a long period of time.

次に、レーダ受信局３の構成について説明する。図４は、レーダ受信局３の外観の一例を示す概念図である。図４に例示したように、このレーダ受信局３は、滞空体３０、筐体３１、航行推進部３２、レーダ空中線部３３、及びデータリンク空中線部３４を備えている。滞空体３０は、このレーダ受信局３のプラットフォームであり、気球等を含んだ空中に滞留可能な構造体である。この滞空体３０の下側には筐体３１が設けられている。そして、その内部には後述する構成機器を含む各種の機器等（図示せず）が収納されるとともに、外部にはこのレーダ受信局３を所定の空間位置に進出・滞留させるために滞空体３０を航行させる航行推進部３２が設けられている。また、滞空体３０の下側側面には、後述するが、複数のアンテナ素子を配列したレーダ空中線部３３、及びデータリンク空中線部３６が配置されている。 Next, the configuration of the radar receiving station 3 will be described. FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the appearance of the radar receiving station 3. As illustrated in FIG. 4, the radar receiving station 3 includes a stagnant body 30, a casing 31, a navigation propulsion unit 32, a radar antenna unit 33, and a data link antenna unit 34. The hovering body 30 is a platform of the radar receiving station 3 and is a structure that can stay in the air including a balloon or the like. A casing 31 is provided below the stagnant body 30. In addition, various devices (not shown) including component devices to be described later are accommodated in the interior, and a stagnant body 30 is provided outside to allow the radar receiving station 3 to advance and stay in a predetermined spatial position. A navigation propulsion unit 32 is provided for navigating. As will be described later, a radar aerial part 33 and a data link aerial part 36 in which a plurality of antenna elements are arranged are arranged on the lower side surface of the stagnant body 30.

また、図５は、レーダ受信局３の機器構成の一例を示すブロック図である。図５に例示したように、このレーダ受信局３は、レーダ空中線部３３、受信部３４、自位置取得部３５、データリンク空中線部３６、データリンク部３７、制御部３８、及び電源部３９を有している。レーダ空中線部３３は、滞空体３０の下側側面に配置され、レーダ送信局２から放射されたレーダ波、及びこれらレーダ波の目標５からの反射波を受信し、受信部３４に送出する。本実施例においては、目標を常続的かつ広域にわたって探知できるよう、このレーダ空中線部３３は、複数のアンテナ素子を配列した構成として、例えばＤＢＦ（ＤｉｇｉｔａｌＢｅａｍＦｏａｍｉｎｇ）手法等を用い、所定の方向に受信用のマルチビームを形成している。また、マルチビーム形成に必要なビーム制御情報は、データリンクを経由して、後述のレーダ中枢局４から提供される。受信部３４は、レーダ空中線部３３で受信したレーダ波及び目標からの反射波を受信処理し、デジタルデータ等、データリンク伝送用の受信データに変換する。 FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a device configuration of the radar receiving station 3. As illustrated in FIG. 5, the radar receiving station 3 includes a radar antenna unit 33, a receiving unit 34, a local position acquisition unit 35, a data link antenna unit 36, a data link unit 37, a control unit 38, and a power supply unit 39. Have. The radar aerial unit 33 is arranged on the lower side surface of the stagnant body 30, receives the radar waves radiated from the radar transmitter station 2, and the reflected waves of these radar waves from the target 5, and sends them to the receiving unit 34. In the present embodiment, the radar antenna unit 33 has a configuration in which a plurality of antenna elements are arranged so that the target can be detected continuously and over a wide area, for example, using a DBF (Digital Beam Forming) method or the like in a predetermined direction. A multi-beam for reception is formed. Further, beam control information necessary for multi-beam formation is provided from a radar central station 4 to be described later via a data link. The receiving unit 34 receives and processes the radar wave received by the radar antenna unit 33 and the reflected wave from the target, and converts it into received data for data link transmission such as digital data.

自位置取得部３５は、例えばＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）信号等を受信することによって自律的に自己位置を取得し、これを自位置データとして送出する。データリンク空中線部３６は、滞空体の下側側面に配置され、レーダ中枢局４との間でデータリンク信号を授受する。データリンク部３７は、受信部３４からの受信データ及び自位置取得部３５からの自位置データを制御部３８経由で受けとって編集し、データリンク信号として所定の伝送手順でデータリンク空中線部３６に送出するとともに、レーダ中枢局４から送られてきたデータリンク信号からビーム制御情報等を含む各種制御情報を抽出し、制御部３８に送出する。制御部３８は、データリンクを経由してレーダ中枢局４と授受する上記した各種データ及び制御情報の流れを制御するとともに、レーダ中枢局４からのビーム制御情報に基づく制御を含め、レーダ送信局３全体の動作を制御する。電源部３９は、例えば太陽電池等を含み構成され、長期にわたって中断することなく、受信局３内の各部に必要な電力を連続して供給する。 The self-position acquisition unit 35 autonomously acquires the self-position by receiving a GPS (Global Positioning System) signal or the like, for example, and transmits this as self-position data. The data link antenna 36 is disposed on the lower side surface of the stagnant body, and exchanges data link signals with the radar central station 4. The data link unit 37 receives and edits the received data from the receiving unit 34 and the own position data from the own position acquisition unit 35 via the control unit 38 and edits the data link signal as a data link signal to the data link antenna unit 36 according to a predetermined transmission procedure. In addition to the transmission, various control information including beam control information and the like is extracted from the data link signal transmitted from the radar central station 4 and transmitted to the control unit 38. The control unit 38 controls the flow of the above-described various data and control information exchanged with the radar central station 4 via the data link, and includes a control based on the beam control information from the radar central station 4. 3. Control the overall operation. The power supply unit 39 includes, for example, a solar battery and continuously supplies necessary power to each unit in the receiving station 3 without interruption over a long period of time.

次に、レーダ中枢局４の構成について説明する。図６は、レーダ中枢局４の機器構成の一例を示すブロック図である。図６に例示したように、このレーダ中枢局４は、データリンク空中線部４１、データリンク部４２、目標情報処理部４３、操作表示部４４、及び制御部４５を備えている。データリンク空中線部４１は、滞空するすべてのレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）との間でデータリンク信号を授受する。データリンク部４２は、各レーダ受信局３から送られてくるデータリンク信号から、そのレーダ受信局での受信データ及び自位置データを抽出し目標情報処理部４３に送出するとともに、制御部４５から各レーダ受信局３に対するビーム制御情報等を含む各種制御情報を受けとって編集し、所定の伝送手順でデータリンク空中線部４１に送出する。 Next, the configuration of the radar central station 4 will be described. FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a device configuration of the radar central station 4. As illustrated in FIG. 6, the radar central station 4 includes a data link antenna unit 41, a data link unit 42, a target information processing unit 43, an operation display unit 44, and a control unit 45. The data link antenna unit 41 exchanges data link signals with all the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) that are stagnant. The data link unit 42 extracts the received data and the own position data at the radar receiving station from the data link signal sent from each radar receiving station 3 and sends the data to the target information processing unit 43 and from the control unit 45. Various control information including beam control information for each radar receiving station 3 is received and edited, and sent to the data link antenna unit 41 by a predetermined transmission procedure.

目標情報処理部４３は、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）からデータリンクを経由して送られてきたそれぞれの受信データ及び自位置データに基づいて目標を検出するとともに、その位置等の目標情報を取得する。目標を検出するには、例えば、各レーダ受信局からの受信データに含まれる目標からの反射波をＤＢＦ手法等によるマルチビーム処理後にそれぞれのビーム内での受信レベルに基づいて検出する手法等が適用できる。さらに、その距離情報もあわせて取得することができる。また、目標情報として、特にその位置情報を取得するには、レーダ波を送信したレーダ送信局２の位置情報、及び反射波を受信したレーダ受信局３の位置情報を必要とする。まず、レーダ送信局２の位置情報の取得にあたっては、ひとつのレーダ送信局２からのレーダ波は、上空に滞留している複数の異なるレーダ受信局３で同時に受信可能であるので、目標情報処理部４３では、同一のレーダ送信局２からのレーダ波を同時に受信した複数のレーダ受信局３からの受信データに基づき、例えば各レーダ受信局３からの距離を算出しそれらの交点をそのレーダ送信局２の位置とする手法等を適用できる。また、各レーダ受信局３の位置情報については、それぞれのレーダ受信局３からデータリンク経由で送られてくる自位置データがこれに該当する。そして、これら目標の検出結果、ならびにレーダ送信局２及びレーダ受信局３の位置情報等に基づき目標の位置情報を取得するには、例えば、特許文献「特許第３０４１２７８号公報」や、「特許第３２７７１９４号公報」等に開示された手法を適用することができる。 The target information processing unit 43 detects a target based on each received data and its own position data sent from each radar receiving station 3 (# 1 to #n) via a data link, and the position, etc. Get goal information for. In order to detect a target, for example, there is a method of detecting a reflected wave from a target included in reception data from each radar receiving station based on a reception level in each beam after multi-beam processing by a DBF method or the like. Applicable. Furthermore, the distance information can also be acquired. In addition, in order to acquire the position information as the target information, the position information of the radar transmitting station 2 that has transmitted the radar wave and the position information of the radar receiving station 3 that has received the reflected wave are required. First, in acquiring the position information of the radar transmitter station 2, radar waves from one radar transmitter station 2 can be received simultaneously by a plurality of different radar receiver stations 3 staying in the sky. The unit 43 calculates, for example, the distance from each radar receiving station 3 based on the received data from a plurality of radar receiving stations 3 that simultaneously receive the radar waves from the same radar transmitting station 2, and calculates the intersection between them as a radar transmission. A method of setting the position of the station 2 can be applied. The position information of each radar receiving station 3 corresponds to the own position data transmitted from each radar receiving station 3 via the data link. In order to obtain target position information based on the detection results of these targets and the position information of the radar transmitter station 2 and the radar receiver station 3, for example, Patent Documents “Patent No. 3041278” and “Patent No. 1” 3277194 "etc. can be applied.

操作表示部４４は、目標情報処理部４３で取得した目標情報等を含む本レーダシステム１内の各種の情報を表示するとともに、操作員等による本レーダシステム１に対する各種の指示操作を受けつけ、各部に転送する。制御部４５は、操作・表示部４４で受けつけた操作員等からの指示操作や本レーダシステム内各部の動作ステータス等に基づいて、レーダ受信局３に対するビーム制御等を含み、本レーダシステム１を制御する。 The operation display unit 44 displays various information in the radar system 1 including the target information acquired by the target information processing unit 43, and receives various instruction operations for the radar system 1 by an operator or the like. Forward to. The control unit 45 includes beam control for the radar receiving station 3 based on the instruction operation from the operator received by the operation / display unit 44, the operation status of each part in the radar system, and the like. Control.

次に、前述の図１乃至図６を参照して、上述のように構成された本実施例のレーダシステムの動作を説明する。まず、レーダ中枢局４からの見通し範囲外の目標を探知できる距離分だけ、レーダ中枢局４の設置された陸地から離間した洋上に、複数のレーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）が互いに距離をおき展開・配置される。各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）は、それぞれに上空に向けてレーダ波を送信するとともに、これら送信された複数のレーダ波により、洋上には長距離にわたってカーテン状になったレーダ波の照射領域が形成される。また、各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）は、自局に必要な電力を供給可能な電源部２６を有しており、洋上に長期間滞留してレーダ波の送信動作を継続することができる。 Next, the operation of the radar system according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. First, a plurality of radar transmission stations 2 (# 1 to #m) are mutually connected on the ocean separated from the land where the radar central station 4 is installed by a distance that allows detection of a target outside the line-of-sight range from the radar central station 4. Expanded and placed at a distance. Each radar transmitting station 2 (# 1 to #m) transmits a radar wave toward the sky, and a plurality of radar waves transmitted to the radar wave form a curtain over the long distance on the ocean. Are formed. Each radar transmitter station 2 (# 1 to #m) has a power supply unit 26 that can supply the necessary power to itself, and stays on the ocean for a long time to continue the radar wave transmission operation. be able to.

一方、上空には複数のレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）が配置される。各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）は、航行推進部３２を有しており、それぞれに所定の位置まで進出して滞空する。その滞空位置については、それぞれには、レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）からのレーダ波、及びこれらレーダ波により形成されたカーテン状のレーダ波の照射領域を通過する目標からの反射波を受信できる上空位置であるとともに、相互には、各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）の位置を特定できるように、各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）からのレーダ波が、複数の異なるレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）で同時に受信可能となるように互いに距離をおいて配置される。そして、それぞれに広範囲の目標を探知できるようにマルチビームを形成して受信データを取得するとともに、自位置データも取得し、データリンクを経由してこれら取得したデータをレーダ中枢局４に送出する。また、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）は、自局に必要な電力を供給可能な電源部３９を有しており、航行推進部３２により所定の上空位置に滞留して上記したレーダ受信局としての動作を長時間継続することができる。 On the other hand, a plurality of radar receiving stations 3 (# 1 to #n) are arranged in the sky. Each radar receiving station 3 (# 1 to #n) has a navigation promotion unit 32, and advances to a predetermined position and stagnates. Regarding the hovering position, the radar wave from the radar transmitter station 2 (# 1 to #m), and the reflected wave from the target passing through the irradiation area of the curtain-like radar wave formed by these radar waves, respectively. The radar waves from the respective radar transmission stations 2 (# 1 to #m) can be mutually identified so that the positions of the respective radar transmission stations 2 (# 1 to #m) can be specified. The plurality of radar receiving stations 3 (# 1 to #n) are arranged at a distance from each other so that they can be received simultaneously. Then, multi-beams are formed so that a wide range of targets can be detected for each, and received data is acquired, as well as own position data is acquired, and the acquired data is sent to the radar central station 4 via the data link. . Further, each radar receiving station 3 (# 1 to #n) has a power supply unit 39 that can supply necessary power to the own station, and stays at a predetermined sky position by the navigation propulsion unit 32 and is described above. The operation as a radar receiving station can be continued for a long time.

レーダ中枢局４は、これら各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）からデータリンク経由で送られてくる受信データ及び自位置データを受けとって、各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）及びレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）の位置を継続的に特定し把握するとともに、受信データに基づき目標を検出し、その目標情報を取得する。本レーダシステム１の動作開始直後は、まず、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）からの自位置データに基づいて、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）の位置が特定されるとともに、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）からの受信データに基づいて各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）の位置も特定され、さらにこれらは、レーダ中枢局４内で継続して把握される。以上のようにして、複数のレーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）、及びレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）が配置されてそれぞれに送信動作及び受信動作を開始し、レーダ中枢局４ではこれら各局の位置が特定されるとともに、洋上にはカーテン状のレーダ波照射領域が形成される。 The radar central station 4 receives the received data and the own position data transmitted from each of the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) via the data link, and receives each of the radar transmitting stations 2 (# 1 to #m). In addition, the position of the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) is continuously specified and grasped, a target is detected based on the received data, and the target information is acquired. Immediately after the start of the operation of the radar system 1, first, the position of each radar receiving station 3 (# 1 to #n) is specified based on the own position data from each radar receiving station 3 (# 1 to #n). In addition, the position of each radar transmitter station 2 (# 1 to #m) is also identified based on the received data from each radar receiver station 3 (# 1 to #n). Keep track of it. As described above, the plurality of radar transmission stations 2 (# 1 to #m) and the radar reception stations 3 (# 1 to #n) are arranged to start the transmission operation and the reception operation, respectively. In 4, the position of each station is specified, and a curtain-shaped radar wave irradiation region is formed on the ocean.

そして、このようにしてレーダシステム１が動作を継続している中で、図１に例示したように目標５が飛来し、洋上に形成されたカーテン状のレーダ波照射領域を通過すると、この時の反射波が滞空している１局以上のレーダ受信局３で受信される。ここで、このカーテン状のレーダ波照射領域は、レーダ中枢局４から見通し範囲外となる洋上に長距離にわたり形成され、またその反射波は上空に滞留している受信局３で受信されるので、飛来する目標５に対しては、低空での飛来を含め、より接近した距離でこの目標５を捕捉することになる。このため、例えばレーダ中枢局４が設置された陸地からレーダ波を送受信する場合等と比べて、レーダ波の距離減衰による影響を大幅に低減できるので、各レーダ送信局２は大電力での送信を必要とせず、また、各レーダ受信局３も、距離減衰を補償するための大型化した空中線を必ずしも必要としない。また、各レーダ受信局３は、マルチビームを形成して目標からの反射波を捕捉しており、洋上に長距離にわたって形成されたカーテン状のレーダ波照射領域と相俟って、低空を含む広域を探知できる。 When the radar system 1 continues to operate in this way, as shown in FIG. 1, when the target 5 flies and passes through the curtain-shaped radar wave irradiation region formed on the ocean, Are received by one or more radar receiving stations 3 in which the reflected wave is stagnant. The curtain-shaped radar wave irradiation area is formed over a long distance on the ocean outside the line-of-sight range from the radar central station 4, and the reflected wave is received by the receiving station 3 staying in the sky. For the flying target 5, the target 5 is captured at a closer distance including flying in a low sky. For this reason, compared with the case where radar waves are transmitted and received from the land where the radar central station 4 is installed, for example, the influence of radar wave distance attenuation can be greatly reduced. In addition, each radar receiving station 3 does not necessarily require a large antenna for compensating distance attenuation. Each radar receiving station 3 forms a multi-beam to capture a reflected wave from a target, and includes a low sky in combination with a curtain-shaped radar wave irradiation region formed over a long distance on the ocean. Can detect a wide area.

次いで、それぞれのレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）で受信された目標５からの反射波は、受信データとして編集され、データリンクを経由してレーダ中枢局４に送出される。レーダ中枢局４では、目標情報処理部４３においてこれら受信データに対して目標検出のための各種の処理を実行し、その検出結果、ならびに継続して把握している各レーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）及び各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）の位置に基づいて、目標５の位置を含む目標情報を取得する。ここでは、各レーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）からの受信データは、データリンクを経由してリアルタイムに送られてきており、レーダ中枢局４から遠距離の洋上に配置したレーダ送信局２（＃１〜＃ｍ）及びレーダ受信局３（＃１〜＃ｎ）での探知結果を、リアルタイム性を失うことなく処理して目標情報を取得している。そして、その結果はレーダ中枢局４内の操作・表示部４４に表示される。 Next, the reflected wave from the target 5 received by each radar receiving station 3 (# 1 to #n) is edited as received data and sent to the radar central station 4 via the data link. In the radar central station 4, the target information processing unit 43 executes various processes for target detection on the received data, and the detection result and each radar transmitting station 2 (# 1) that is continuously grasped. To #m) and the target information including the position of the target 5 is acquired based on the positions of the radar receiving stations 3 (# 1 to #n). Here, the received data from each of the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) is sent in real time via the data link, and the radar transmitting station arranged on the ocean at a long distance from the radar central station 4 2 (# 1 to #m) and the detection results of the radar receiving stations 3 (# 1 to #n) are processed without losing the real-time property to acquire target information. The result is displayed on the operation / display unit 44 in the radar central station 4.

以上説明したように、本実施例においては、レーダ中枢局からの見通し範囲外の目標を探知できる距離分だけ、レーダ中枢局の設置された陸地から離間した洋上に、複数のレーダ送信局を互いに距離をおき展開・配置し、洋上に長距離にわたってカーテン状になったレーダ波の照射領域を形成している。また、上空には複数のレーダ受信局を滞空させており、さらにこれらレーダ受信局とデータリンクで結合されたレーダ中枢局では、各レーダ送信局及びレーダ受信局の位置を継続的に特定し把握している。そして、目標が飛来し、洋上に形成されたカーテン状のレーダ波照射領域を通過すると、滞空しているレーダ受信局で受信された目標からの反射波が、受信データとしてデータリンク経由でレーダ中枢局に送られ、レーダ中枢局ではリアルタイム性を失うことなく目標を検出し、その目標情報を取得している。これにより、目標をより接近した距離で捕捉することになり、陸地からレーダ波を送受信する場合等と比べて、レーダ波の距離減衰による影響を大幅に低減できるので、各レーダ送信局は大電力での送信を必要とせず、また、各レーダ受信局も大型化した空中線を必要としない。従って、システムを構成する各部を巨大化させることなく、洋上から飛来する目標をより遠距離において探知するコンパクトなレーダシステムを得ることができる。 As described above, in this embodiment, a plurality of radar transmitting stations are connected to each other on the ocean separated from the land where the radar central station is installed by a distance that allows detection of a target outside the line-of-sight range from the radar central station. Raised and arranged at a distance, a radar wave irradiation area is formed on the ocean in the form of a curtain over a long distance. In addition, a plurality of radar receiving stations are suspended in the sky, and the radar central station connected to these radar receiving stations via a data link continuously identifies and grasps the position of each radar transmitting station and radar receiving station. doing. Then, when the target flies and passes through the curtain-shaped radar wave irradiation area formed on the ocean, the reflected wave from the target received by the radar receiving station that is stagnant is received as the received data via the data link via the data link. The radar central station detects the target without losing the real-time property, and acquires the target information. As a result, the target is captured at a closer distance, and the influence of radar wave distance attenuation can be greatly reduced compared to the case where radar waves are transmitted and received from land. Transmission is not required, and each radar receiving station does not need a large antenna. Therefore, it is possible to obtain a compact radar system that detects a target flying from the ocean at a longer distance without enlarging each part constituting the system.

また、カーテン状のレーダ波照射領域は、レーダ中枢局から見通し範囲外となる目標を探知できる遠距離に長距離にわたって形成されるとともに、各レーダ受信局はマルチビームを形成して目標からの反射波を捕捉しているので、レーダ中枢局から遠距離の低空を含む広域の目標を探知することができる。さらに、各レーダ受信局及び各レーダ送信局は、それぞれ自局に必要な電力を自局内で供給することができるので、運用・維持コストを大幅に増大させることなく、長期間にわたって常続的に稼働させることができる。 The curtain-shaped radar wave irradiation area is formed over a long distance at a long distance where a target outside the line-of-sight range can be detected from the radar central station, and each radar receiving station forms a multi-beam to reflect from the target. Since the wave is captured, it is possible to detect a wide range target including a low sky far from the radar central station. In addition, each radar receiving station and each radar transmitting station can supply the necessary power to the respective stations within the station, so that the operation and maintenance costs are not significantly increased, and the radar stations are continuously provided over a long period of time. Can be operated.

なお、本発明は、上記した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明に係るレーダシステムの一実施例の構成を示す概念図。The conceptual diagram which shows the structure of one Example of the radar system which concerns on this invention. レーダ送信局２の外観の一例を示す概念図。The conceptual diagram which shows an example of the external appearance of the radar transmission station. レーダ送信局２の機器構成の一例を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a device configuration of a radar transmitter station 2. レーダ受信局３の外観の一例を示す概念図。FIG. 2 is a conceptual diagram showing an example of the appearance of a radar receiving station 3. レーダ受信局３の機器構成の一例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a device configuration of a radar receiving station 3. レーダ中枢局４の機器構成の一例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a device configuration of a radar central station 4. 地上設置位置からの目標の見通し範囲を説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the line-of-sight range of the target from a ground installation position.

Explanation of symbols

１レーダシステム
２レーダ送信局
３レーダ受信局
４レーダ中枢局
５目標
２０浮遊体
２１、３１筐体
２２レドーム
２３空中線部
２４送信部
２５、３８、４５制御部
２６、３９電源部
３０滞空体
３２航行推進部
３３レーダ空中線部
３４受信部
３５自位置取得部
３６、４１データリンク空中線部
３７、４２データリンク部
４３目標情報処理部
４４操作・表示部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radar system 2 Radar transmitting station 3 Radar receiving station 4 Radar central station 5 Target 20 Floating body 21, 31 Housing 22 Radome 23 Antenna unit 24 Transmitting unit 25, 38, 45 Control unit 26, 39 Power supply unit 30 Stagnating body 32 Navigation Propulsion unit 33 Radar antenna unit 34 Reception unit 35 Own position acquisition unit 36, 41 Data link antenna unit 37, 42 Data link unit 43 Target information processing unit 44 Operation / display unit

Claims

A radar system for detecting a target by arranging a plurality of radar transmitter stations, a plurality of radar receiver stations, and a radar central station coupled to the radar receiver station and a data link by separating them from each other,
Each of the radar transmitters has a floating body on the ocean as a platform that is separated from the ocean by a distance that can detect a target in an ocean area that is out of the sight range from the land where the radar central station is installed. , Rutotomoni includes a radar wave transmitting unit that transmits the radar waves covering area of the sky, and a power supply unit for supplying electric power,
By deploying a plurality of these radar transmission stations at a distance from each other based on their respective coverage areas, a curtain-shaped irradiation region is formed by the radar waves transmitted by each transmission station over a long distance on the ocean,
Each of the radar receiving stations has a stray body as a platform , and from a target passing through a curtain-shaped irradiation region formed by a direct radar wave from the radar transmitting station and a radar wave from the radar transmitting station . A radar wave receiving unit that receives reflected waves, a local position acquiring unit that acquires local position data, data that is received from the radar wave receiving unit, and data that transmits local position data from the local position acquiring unit to the radar central station Rutotomoni includes a link portion, and a power supply unit for supplying electric power,
Respective radar waves from the plurality of radar transmitting stations are spaced apart from each other so that they can be directly received simultaneously by the plurality of stations,
The radar central station is installed on the land, and receives a received data and own position data from the radar receiving station, and a data processing unit that detects the target based on the received data and acquires target information. And a radar system.

The radar system according to claim 1, wherein the radar receiving station receives the radar wave and the reflected wave by forming a multi-beam in a predetermined direction.