JP5367404B2 - Radar device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数の空中線を用いて対象とするレーダー空間内の航空機等の目標を探知するレーダー装置に関する。 The present invention relates to a radar apparatus that detects a target such as an aircraft in a target radar space using a plurality of antennas.
一般に、この種のレーダー装置としては、1台の空中線を回転自在に設置して、この回転型の空中線を用いて対象とするレーダー空間のビーム走査を行って目標を探知する回転型方式が知られている。このような回転型のレーダー装置にあっては、回転機構等の機械的な機構を備える構成のために、信頼性が劣り、その探知運用との関係で、保守点検が非常に面倒であるという不都合を有する。 In general, as this type of radar apparatus, there is known a rotary type system in which a single antenna is rotatably installed and a target is detected by performing beam scanning of the target radar space using this rotary type antenna. It has been. Such a rotary radar device has a mechanical mechanism such as a rotating mechanism, so that the reliability is inferior and the maintenance inspection is very troublesome in relation to the detection operation. Has inconvenience.
そこで、上記回転型レーダー装置に比して回転機構等の機械的な機構を備えることが少ない済む複数のフェイズドアレイアンテナを、対象とするレーダー空間に対応して配備して、この複数のフェイズドアレイアンテナで対象とするレーダー空間をビーム走査して目標を探知するフェイズドアレイ型のものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Therefore, a plurality of phased array antennas, which are required to have a mechanical mechanism such as a rotating mechanism as compared with the rotary radar device, are arranged corresponding to the target radar space, and the plurality of phased arrays are provided. There has been proposed a phased array type in which a target radar space is scanned with an antenna to detect a target (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記フェイズドアレイ型のレーダー装置では、1台のフェイズドアレイアンテナが故障して保守点検を行う必要がある場合、仮に、正常なフェイズドアレイアンテナを運用してレーダー空間の捜索が可能であるが、故障したフェイズドアレイアンテナに設定したレーダー空間の一部範囲の捜索が困難なために、運用上に支障を来たすという問題を有する。 However, in the above-mentioned phased array type radar apparatus, if one phased array antenna breaks down and maintenance inspection is necessary, it is possible to search the radar space by operating a normal phased array antenna. Since it is difficult to search a part of the radar space set for the failed phased array antenna, there is a problem that the operation is hindered.
この発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、目標探知の運用を実行しながらの修理を含む保守点検を実現して、保守点検作業性の向上を図り得るようにしたレーダー装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to achieve maintenance inspection including repair while executing the operation of target detection with a simple configuration so as to improve maintenance inspection workability. An object of the present invention is to provide a radar device.
この発明は、レーダー空間に対応して開閉自在な出入り用電波遮蔽扉を有した複数の空中線設置部が電波遮蔽壁を挟んで電波的に分離されて放射状に設けられた取付構造体と、この取付構造体の複数の空中線設置部にそれぞれ設置される、方位軸が調整自在なアンテナ部を有した前記レーダー空間の異なる覆域を走査する複数の空中線と、この複数の空中線のステータス情報に基づいて点検の有無を判断し、点検を判断した状態で、点検外の空中線の方位軸を切換え設定すると共に、そのビーム走査角を互いのレーダー覆域が干渉しないように切換え設定して、前記レーダー空間の全域を走査する制御手段とを備えてレーダー装置を構成した。
The present invention provides a mounting structure in which a plurality of aerial wire installation portions having radio wave shielding doors that can be opened and closed corresponding to a radar space are radially separated from each other with a radio wave shielding wall interposed therebetween, and Based on the status information of the plurality of antennas that are installed in the plurality of antenna installation portions of the mounting structure and that have different antenna areas with adjustable azimuth axes and that scan different coverage areas of the radar space. In the state where the inspection is determined, the azimuth axis of the antenna outside the inspection is switched and set, and the beam scanning angle is switched and set so that the radar coverage does not interfere with each other. The radar apparatus is configured to include a control unit that scans the entire space.
上記構成によれば、空中線が故障したりして保守点検が必要になった場合には、故障した空中線以外の空中線の方位軸を、そのレーダー空間をカバー可能に調整して、互いの覆域が干渉しないようにビーム走査角を可変設定し、目標を探知する。これにより、目標探知の運用を継続しながら故障した空中線の修理を含む保守点検や交換を実行することが可能となり、保守点検作業の簡便化を実現することが可能となる。 According to the above configuration, when maintenance inspection is required due to a malfunction of the antenna, the azimuth axis of the antenna other than the malfunctioning antenna is adjusted so that the radar space can be covered, and the coverage of each other The beam scanning angle is variably set so as to prevent interference, and the target is detected. As a result, maintenance inspection and replacement including repair of a failed antenna can be performed while continuing operation of target detection, and simplification of maintenance inspection work can be realized.
以上述べたように、この発明によれば、簡易な構成で、目標探知の運用を実行しながらの修理を含む保守点検を実現して、保守点検作業性の向上を図り得るようにしたレーダー装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a radar apparatus capable of realizing maintenance and inspection including repair while executing target detection operation with a simple configuration and improving maintenance and inspection workability. Can be provided.
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この発明の一実施の形態に係るレーダー装置を示すもので、取付構造体を構成する局舎10は、例えば外壁が電波遮蔽特性を有した二階建てに形成される。そして、この局舎10の二階部分には、その周囲に空中線設置部11が、例えば4箇所、360°のレーダー空間に対応可能に所定の間隔を有して放射状に設けられている(図1では、図の都合上、図示せず、図2参照)。
FIG. 1 shows a radar apparatus according to an embodiment of the present invention. A
そして、この空中線設置部11には、それぞれフェイズドアレイ型の第1乃至第4の空中線12〜15が、その方位軸がレーダー空間に対して例えば90°の角度間隔を有し、且つ、互いの覆域が干渉しないように放射状に配置される。これら第1乃至第4の空中線12〜15は、アンテナ部16及び方位軸調整用駆動部17でそれぞれ形成され、各アンテナ部16が方位軸調整用駆動部17を介して方位軸を調整可能に設置される。
In the aerial
これら第1乃至第4の空中線12〜15は、その方位軸の間隔が各駆動部17を介して90°(deg)の角度に設定されて運用されて通常運用の形態と(図2参照)、例えば第3の空中線14を保守点検する場合に、第1の空中線12を固定した状態で、第2の空中線13の方位軸を、駆動部17を介して図3(a)中時計方向に30°回動させ、第4の空中線15の方位軸を、駆動部17を介して図3(a)中反時計方向に回動される(図3(a)参照)。これにより、第1、第2及び第4の空中線12,13,15は、その方位軸の間隔が120°(deg)の角度に設定されて第1、第2及び第4の空中線12,13,15を用いて第3の空中線14を保守点検するメンテナンス時の運用形態に可変設定される。
These first to
ここで、メンテナンス時、上記第2及び第4の空中線13,15の方位軸を可変する角度θとしては、レーダー空間の全周である全体の覆域をCA、レーダー空間に対して設置される空中線数をnとする
θ=(CA/n−1)−(CA/n)…(1)
の式に基づいて算出される。
Here, at the time of maintenance, as the angle θ for changing the azimuth axis of the second and
It is calculated based on the following formula.
即ち、このレーダーシステムが上記第1乃至第4の空中線12〜15の4台の空中線で構成され、全覆域が360°であることで、その第2及び第4の空中線13,15を調整する角度は、上記(1)より30°、角度調整される。この状態で、第1、第2及び第4の空中線12,13,15は、その覆域が後述するようにレーダー空間の全周に対応するように可変設定される。
That is, this radar system is composed of the four aerials of the first to
また、空中線設置部11には、その背面側に出入り可能な電波シールド材製の遮蔽扉111が開閉自在に設けられ、この遮蔽扉111の両側には、電波シールド材製の遮蔽壁112がそれぞれ、隣接する空中線設置部11との間に隔壁を形成するように突設される。この遮蔽壁112は、空中線設置部11に設置した第1の空中線12(第2乃至第4の空中線13〜15)の隣接される第2及び第4の空中線13,15(第1乃至第3の空中線12〜14)との相互の電波干渉や、後述する保守点検時における隣接する第2及び第4の空中線13,15(第1乃至第3の空中線12〜14)からの空中線設置部11内への電波の侵入を阻止する。
In addition, the
上記局舎10には、図4に示すように一階部分に車両出入り口101が設けられ、その一階部分の天井と二階部分の床との間には、整備用ハッチ102が設けられる。そして、局舎の二階部分には、空中線整備用の走行クレーン18、巻取り機19が空中線設置部11及びハッチ102に対応して設けられている。これにより、第1乃至第4の空中線12〜15の空中線設置部11への空中線搬入及び空中線搬出は、車両出入り口101から車両20が局舎10内に進入して、その走行クレーン18及び巻取り機19を操作して車両20から直接的にハッチ102を通して空中線設置部11への搬入が行われ、あるいは車両20への搬出が直接的に行われる。
As shown in FIG. 4, the
ここで、上記第1乃至第4の空中線12〜15の制御系について図5を参照して説明する。即ち、第1乃至第4の空中線12〜15のアンテナ部16には、送信部21及び受信部22がそれぞれ接続され、この送信部21及び受信部22には、制御部23が接続される。この第1乃至第4の空中線12〜15のアンテナ部16は、それぞれ制御部23からの指令信号に基づいて送信部21で生成した送信ビームを所望の覆域(ビーム走査角)でそれぞれレーダー空間に送信して、目標で反射した反射波を受信して受信部22を介して制御部23に出力する。
Here, the control system of the first to
また、制御部23には、例えば表示部24が接続され、上記受信部22を介して入力した反射波に基づいて目標を探知した探知情報や、後述する第1乃至第4の空中線12〜15の故障情報等を表示部24に出力して表示する。そして、この制御部23のステータス情報入出力端には、上記第1乃至第4の空中線12〜15の各アンテナ部16及び駆動部17がそれぞれ接続され、このアンテナ部16及び駆動部17からの各ステータス情報に基づいて保守点検の有無を判定して選択的に通常運用を行いながらメンテナンス(保守点検)モードに切換え制御する。
Further, for example, a
例えば制御部23は、ステータス情報に基づいて第1乃至第4の空中線12〜15のうち第3の空中線14の故障を検知して保守点検が必要と判断すると、先ず、第3の空中線14の運用を停止させる。この状態で、制御部23は、上述したように第1の空中線12の方位軸を固定して、第2及び第4の空中線13,15の方位軸を30°回動させてレーダー空間の全周を分担してカバーするように可変設定し(図3(a)参照)、各覆域(ビーム走査角)を図2に示す90°から図3(b)に示す120°に設定してレーダー空間の全周をカバーするように設定する。
For example, when the
上記第1、第2及び第4の空中線12,13,15は、例えば各覆域を均等にすることで、レーダー空間の全周の探知性能が均等化され、レーダー空間の全周に亘って均等な目標探知が可能となる。
The first, second, and
ここで、第3の空中線14の設置した空中線設置部11は、第1、第2及び第4の空中線12,13,15のアンテナ部16の覆域外となり、この第1、第2及び第4の空中線12,13,15を用いてレーダー空間の全周における目標の探知の運用を行いながら第3の空中線14の修理を含む保守点検が行われる。
Here, the
次に、上記第1乃至第4の空中線12〜15を全て用いて目標を探知する通常運用時における保守点検手順について、図6を参照して詳細に説明する。先ず、通常運用時には、第1乃至第4の空中線12〜15のアンテナ部16の方位軸の間隔が90°に設定されると共に、その覆域が90°に設定されて互いに干渉することなく設定され、レーダー空間の全周における目標を探知する(ステップS1)。
Next, a maintenance inspection procedure during normal operation in which the target is detected using all of the first to
この通常運用状態において、制御部23は、第1乃至第4の空中線12〜15からのステータス情報に基づいて運用状況を監視し(ステップS2)、ステップS3で第1乃至第4の空中線12〜14の異常の有無を判定する。このステップS3において、NOを判定すると、上記ステップS1に戻り、通常運用を続行する。そして、ステップS3において、例えば第3の空中線14が異常を来たし、異常ありのYESを判定すると、ステップS4に移行して、運用の継続が可能か否かを判定する。
In this normal operation state, the
このステップS4で運用継続が困難なNOを判定すると、ステップS5に移行して、第3の空中線14の運用を停止させると共に、第1の空中線12の方位軸を固定した状態で、その両側(左右)に位置する第2及び第4の空中線13,15の各駆動部17を駆動してアンテナ部16の方位軸の間隔を通常運用時の4台で90°から3台で120°に切換え設定する。そして、ステップS6において、第1、第2及び第4の空中線12,13,15の各アンテナ部16の覆域が90°から120°に切換えられ、それぞれでビーム走査してレーダー空間の全周の探知が実行される(ステップS7)。
If NO, which is difficult to continue operation in step S4, is determined, the process proceeds to step S5, the operation of the
次に、ステップS8に移行して、第3の空中線14の保守点検が完了して復旧が終了したか有無が判定され、修理中のNOを判定すると、ステップS7に移行して第1、第2及び第4の空中線12,13,15を用いたメンテナンスモードにおける運用が継続される。そして、ステップS8において、第3の空中線14の復旧が終了したYESを判定すると、ステップS9に移行して第1乃至第4の空中線12〜15の方位軸の間隔が初期の4台で90°にそれぞれ切換え設定され、ステップS10に移行される。このステップS10では、第1乃至第4の空中線12〜15の各アンテナ部16の覆域が再び90°に切換えられてステップS1に戻り通常運用が行われる。
Next, the process proceeds to step S8, where it is determined whether or not the maintenance of the
また、上記ステップS4において、運用継続が可のYESを判定すると、ステップS11に移行されて上記表示部24に故障情報を表示して上記ステップS1に戻り通常運用による目標の探知が続行される。この場合には、例えば定期的なメンテナンス時に故障箇所の修理が実行される。
If YES in step S4, it is determined that the operation can be continued, the process proceeds to step S11, the failure information is displayed on the
次に、運用を継続しながら定期的に行うメンテナンスモードについて図7を参照して説明する。即ち、上記通常運用状態において、メンテナンスモードに設定する場合には、上記表示部24のメンテナンスモード操作部を選択し、保守点検を含む要修理の空中線を選択する(ステップS20、21)。
Next, a maintenance mode that is periodically performed while continuing the operation will be described with reference to FIG. That is, when the maintenance mode is set in the normal operation state, the maintenance mode operation unit of the
例えば第3の空中線14の修理を含む保守点検を行う場合には、第3の空中線14の駆動を停止させると共に、第1の空中線12の方位軸を固定した状態で、その両側(左右)に位置する第2及び第4の空中線13,15の各駆動部17を駆動してアンテナ部16の方位軸の間隔が通常運用時の4台で90°から3台で120°に切換え設定される(ステップS22)。そして。ステップS23に移行して、第1、第2及び第4の空中線12,13,15のアンテナ部16の覆域が90°から120°に切換えられ、それぞれでビーム走査してレーダー空間の全周の探知が行われる(ステップS24)。
For example, when performing maintenance inspection including repair of the
ここで、ステップS25に移行して第3の空中線14の修理が実行され、ステップS26において、第3の空中線14の動作確認を行い、ステップS27で第3の空中線14の正常の有無が判定され、NOを判定すると、ステップS25に戻り修理を続行する。そして、ステップS27で、第3の空中線14が正常となったYESを判定すると、ステップS28に移行して、例えば上記表示部24に配置されるメンテナンスモード終了を選択操作する。
In step S25, the
次に、ステップS29に移行して、第1乃至第4の空中線12〜15の方位軸の間隔を初期の4台で90°に切換えられ、ステップS30で、各アンテナ部16の覆域が再び90°に切換えられてメンテナンスモードが終了されて、4台を用いた通常運用に移行される(ステップS31)。
Next, the process proceeds to step S29, and the interval between the azimuth axes of the first to
このように、上記レーダー装置は、第1乃至第4の空中線12〜15を、駆動部17を介して独立に方位軸を調整自在に局舎10の空中線設置部11に設置して、第1乃至第4の空中線12〜15のいずれかが故障した場合、その故障した空中線以外の空中線の方位軸を、協働してレーダー空間の全周をカバーするように可変設定すると共に、その覆域が干渉しないようにビーム走査角を可変設定し、レーダー空間の全周を捜索して目標を探知するように構成した。
As described above, the radar apparatus installs the first to
これによれば、目標探知の運用を継続しながら故障した空中線の修理を含む保守点検や交換を実行することが可能となることで、その保守点検作業の簡便化を実現することができる。 According to this, maintenance inspection and replacement including repair of a failed antenna can be performed while continuing the operation of target detection, so that the maintenance inspection can be simplified.
なお、上記実施の形態では、第1乃至第4の空中線12〜15を局舎10の空中線設置部11に露出して設置するように構成した場合について説明したが、これに限ることなく、例えば図8に示すように空中線設置部11に設置した第1乃至第4の空中線12〜15を覆うようにレドーム25を取付けて構成することも可能で、さらに良好な効果が期待される。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where it comprised so that the 1st thru | or 4th antennas 12-15 might be exposed and installed in the
また、上記実施の形態では、第1乃至第4の空中線12〜15を局舎10の周囲に放射状に配置して局舎の全周における目標の検知を可能に構成した場合で説明したが、これに限ることなく、その他、2台以上の空中線を用いるレーダーシステムにおいても適用可能で、同様に有効な効果が期待される。
In the above embodiment, the first to
例えば図9及び図10に示すように2台の空中線26を用いて構成する場合には、局舎等の取付構造体に空中線設置部27を設け、この空中線設置部27の中間部に電波シールド材で遮蔽壁271が設けられる。そして、この空中線設置部27には、遮蔽壁271を挟んで2台の空中線26が並設されて配置される。この2台の空中線26は、それぞれアンテナ部262が方位軸調整用の駆動部261を介して方位軸が調整可能に設置される。
For example, as shown in FIGS. 9 and 10, when two
上記構成により、通常運用時は、図9に示すように双方の空中線26のアンテナ部262が60°の方位軸を有して設置され、その覆域が60°に設定されて120°のレーダー空間に対向配置されて、レーダー空間における目標の探知が行われる。
With the above configuration, during normal operation, as shown in FIG. 9, the
そして、2台の空中線26の一方が故障し、その保守点検を行うような場合には、例えば図10に示すように正常な他方の空中線26を、駆動部261を介して図10中反時計方向に回動させ、その中心軸が、上記(1)より、算出した角度60°だけ通常運用状態から可変するように方位軸が調整される。同時に、この空中線26は、その覆域が120°に設定されて、この一台を用いてレーダー空間の全周における目標の探知が行われる。
When one of the two
この運用状態において、空中線26の一方の保守点検が行われる。この際、他方の空中線26で送受される電波は、遮蔽壁271により一方の空中線側への進入が阻止され、運用を行いながら一方側の保守点検が可能となる。
In this operational state, one maintenance inspection of the
この実施の形態においても、通常運用時における保守点検手順、定期メンテナンスモードにおける保守点検手順は、上述した第1乃至第4の空中線12〜15を用いた実施の形態の場合と略同様の手順で行われる。
Also in this embodiment, the maintenance / inspection procedure in normal operation and the maintenance / inspection procedure in the regular maintenance mode are substantially the same as those in the embodiment using the first to
この発明は、上記実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention at the stage of implementation. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements.
例えば実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the effect of the invention can be obtained. In such a case, a configuration in which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
10…局舎、101…車両出入り口、102…整備用ハッチ、11…空中線設置部、111…遮蔽扉、112…遮蔽壁、12…第1の空中線、13…第2の空中線、14…第3の空中線、15…第4の空中線、16…アンテナ部、17…駆動部、18…走行クレーン、18…巻取り機、20…車両、21…送信部、22…受信部、23…制御部、24…表示部、25…レドーム、26…空中線、261…駆動部、262…アンテナ部、27…空中線設置部、271…遮蔽壁。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
この取付構造体の複数の空中線設置部にそれぞれ設置される、方位軸が調整自在なアンテナ部を有した前記レーダー空間の異なる覆域を走査する複数の空中線と、
この複数の空中線のステータス情報に基づいて点検の有無を判断し、点検を判断した状態で、点検外の空中線の方位軸を切換え設定すると共に、そのビーム走査角を互いのレーダー覆域が干渉しないように切換え設定して、前記レーダー空間の全域を走査する制御手段と、
を具備することを特徴とするレーダー装置。 A mounting structure in which a plurality of antenna installation parts having radio shielding doors that can be opened and closed corresponding to the radar space are separated by radio waves across the radio shielding wall and provided radially,
The each of the plurality of antenna installation portion of the mounting structure is installed, a plurality of antenna azimuth axis scanning different area coverage of the radar space having a freely antenna unit adjustment,
Based on the status information of the multiple antennas, the presence or absence of inspection is determined, and after checking the inspection, the azimuth axis of the non-inspected antenna is switched and the beam scanning angle does not interfere with each other's radar coverage. Control means for switching and setting, and scanning the entire radar space,
A radar apparatus comprising:
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