JP6127369B2 - レーダ装置およびレーダ探知方法 - Google Patents

Description

本発明は目標物を探知するための送信信号を出射するレーダ装置およびレーダ探知方法に関し、特に、探知用の送信信号および探知目的以外の送信信号を切り替えて出射するレーダ装置およびレーダ探知方法に関する。

目標物の探知や相手の電子機器の妨害のためにレーダ装置が利用されている。例えば、特許文献１、２には、一つの送信器を用いて、探知用と妨害用との両方の送信信号を出射するレーダ装置が開示されている。特許文献１、２のレーダ装置は、探知モード時には低出力、長パルス幅の送信信号を出射し、妨害モード時には高出力、短パルス幅の送信信号を出射する。

特開２０１１−１５３８７８号公報 特開２００９−２４４０２８号公報

主に目標物の探知に用いられるレーダ装置を用いて、探知以外の目的の送信信号も出射する場合、探知モードとその他のモードとは、できるだけ早く切り替わることが望ましい。

本発明の目的は、複数モードの切り替えを瞬時に行うことができるレーダ装置およびレーダ探知方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係るレーダ装置は、レーダモードを含む複数のモードごとに設定された送信期間および単位電力値を保持する。そして、本発明に係るレーダ装置は、複数のモードにそれぞれ対応する複数の種信号生成器を備え、該種信号生成器を用いて生成した種信号を送信信号として出力する種信号生成部と、動作させるモードに設定されている送信期間および単位電力値に基づいて電源を供給する電源供給部と、供給された電源を用いて生成した送信信号を増幅する送信信号増幅部と、増幅した送信信号を外部空間に出射すると共にレーダモード時に出射した送信信号が反射された受信信号を受信する送受信部と、受信した受信信号を処理する受信信号処理部と、を備える。

上記目的を達成するために本発明に係るレーダ探知方法は、レーダモードを含む複数のモードごとに設定された送信期間および単位電力値を保持し、複数のモードにそれぞれ対応する複数の種信号生成器を用いて種信号を生成し、生成した種信号を送信信号として出力し、動作させるモードに設定されている送信期間および単位電力値に基づいて電源を供給し、供給された電源を用いて生成した送信信号を増幅し、増幅した送信信号を外部空間に出射すると共にレーダモード時に出射した送信信号が反射された受信信号を受信し、受信した受信信号を処理する。

本発明に係るレーダ装置およびレーダ探知方法は、複数モードの切り替えを瞬時に行うことができる。

本発明の第１の実施形態に係るレーダ装置１０のブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００のブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る励振部３００のブロック構成図である。 本発明の第２の実施形態に係る励振器３１０、３２０、３３０が生成した励振信号の一例である。 本発明の第２の実施形態に係る送受信部５００のブロック構成図である。 各動作モード時の、送受信タイミング、電源電圧、送信出力電力、送信パルス幅および送信パルス繰返し周期のタイムチャートの一例である。 本発明の第３の実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００Ｂのブロック構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る送受信部５００Ｂおよび高圧制御部８００Ｂのブロック構成図である。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るレーダ装置について説明する。本実施形態に係るレーダ装置のブロック構成図を図１に示す。本実施形態に係るレーダ装置１０は、レーダモードを含む複数のモードごとに設定された送信期間および単位電力値を保持し、図１に示すように、種信号生成部２０、電源供給部３０、送信信号増幅部４０、送受信部５０および受信信号処理部６０を備える。

本実施形態において、レーダ装置１０は、レーダモード、妨害モードおよび欺瞞モードごとに送信期間および単位電力値を保持している。なお、レーダモードとは、出射したマイクロ波が目標物で反射されて戻って来た反射信号を解析することによって、目標物を探知するモードである。妨害モードとは、高出力のマイクロ波を照射して、相手の電子機器の誤動作または故障を発生させるモードであり、例えば、発射されたミサイルへ高出力のマイクロ波を照射して、ミサイルを無能力化すること等も含む。また、欺瞞モードとは、相手レーダのマイクロ波を解析し、相手に反射する反射波に相手を欺くためのマイクロ波を含ませたり、広帯域変調をかけたマイクロ波を照射して相手のレーダ機能を低下させるモ−ドである。

図１の説明に戻る。図１において、種信号生成部２０は、動作するモードの数と同じ数の種信号生成器を備える。種信号生成部２０は、動作しているモードに対応した種信号生成器で生成した種信号を、送信信号として送信信号増幅部４０へ出力する。本実施形態において、種信号生成部２０は、３つの種信号生成器２１、２２、２３を備え、レーダモード動作時に種信号生成器２１がレーダモード用種信号を、妨害モード動作時に種信号生成器２２が妨害モード用種信号を、欺瞞モード動作時に種信号生成器２３が欺瞞モード用種信号をそれぞれ生成し、生成した種信号を送信信号として送信信号増幅部４０へ出力する。

電源供給部３０は、レーダ装置１０が保持している送信期間および単位電力値に基づいて、送信信号増幅部４０に電源を供給する。例えば、レーダモード動作する場合、電源供給部３０は、レーダモードに対応付けられている送信時間ＴＮの間、レーダモード用電源ＰＮを送信信号増幅部４０に供給する。また、妨害モード動作する場合、電源供給部３０は、妨害モードに対応付けられている送信時間ＴＨの間、妨害モード用電源ＰＨを送信信号増幅部４０に供給する。さらに、欺瞞モード動作する場合、電源供給部３０は、欺瞞モードに対応付けられている送信時間ＴＥの間、欺瞞モード用電源ＰＥを送信信号増幅部４０に供給する。

送信信号増幅部４０は、動作するモードの送信期間（ＴＮ、ＴＨまたはＴＥ）の間、電源供給部３０から供給された電源（ＰＮ、ＰＨまたはＰＥ）を用いて、種信号生成部２０から入力した送信信号を増幅し、増幅した送信信号を送受信部５０へ出力する。

送受信部５０は、レーダ装置１０が保持している動作モードごとの送信期間に基づいて、送信と、受信またはＯＦＦ動作と、を切り替える。例えば、レーダモード動作する場合、送受信部５０は、送信時間ＴＮの間、送信信号増幅部４０から入力した送信信号を外部空間に出射し、送信時間ＴＮが経過した後の所定の時間、出射した送信信号が反射された受信信号を受信して受信信号処理部６０へ出力する。また、妨害モード動作する場合、送信時間ＴＨの間、送信信号増幅部４０から入力した送信信号を外部空間に出射し、送信時間ＴＨが経過した後の所定の時間、ＯＦＦ状態となる。さらに、欺瞞モード動作する場合、送信時間ＴＥの間、送信信号増幅部４０から入力した送信信号を外部空間に出射し、送信時間ＴＥが経過した後の所定の時間、ＯＦＦ状態となる。

受信信号処理部６０は、送受信部５０から入力した受信信号を処理する。例えば、受信信号処理部６０は、受信信号を解析して、測位や航跡追尾等の解析結果を図示しない表示装置等に出力する。

上述のレーダ装置１０は、種信号生成部２０において動作させるモードに対応した種信号生成器２１、２２、２３で種信号を生成し、送信信号増幅部４０においてモードごとに予め設定された単位電力値に基づく最適な増幅を行った後、送信信号を外部空間へ出射する。モードに応じた種信号の生成と増幅とを別々に処理できるため、瞬時に、所望のモードの送信信号に切り替えて所望モードに関する送信信号を出射することができる。従って、レーダモード用の探知信号を出射している時に瞬時に妨害用の強力なマイクロ波や欺くためのマイクロ波等の出射に切り替え、再度、レーダモードに戻って妨害信号や欺瞞信号を出射した効果を確認する等ができる。

ここで、レーダ装置１０がさらに、送信期間等をカウントしてタイミング信号を出力するタイミング制御部を備えることが望ましい。この場合、種信号生成部２０および電源供給部３０は、生成する種信号および送信信号増幅部４０に供給する電源値を、タイミング信号に基づいてさらに的確に、新たなモードの種信号および電源値に切り替えることができる。

また、各モードにおいて、動作するモードの送信期間と単位電力値との積が一定になるように設計することが望ましい。この場合、各モードで消費される消費電力（単位電力値×送信期間）が略一定になり、電源供給部３０を各モードで共通に使用することができる。

そして、妨害モードの送信期間ＴＨをレーダモードの送信期間ＴＮより短くすることにより、レーダ用信号よりも大きな出力の妨害信号を出射することができる。一方、欺瞞モード時の単位電力値をレーダモード時の単位電力値より小さくすることにより、レーダ用信号よりも長い期間について連続して欺瞞信号を出射することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置のブロック構成図を図２に示す。図２において、本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００は、ビーム制御部２００、励振部３００、分配部４００、複数の送受信部５００、合成部６００、受信部７００および図示しない電源部を備える。電源部は、電源電圧を生成し、生成した電源電圧をアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００の各部へ供給する。

ビーム制御部２００は、各種ビームの送受信を制御するためのレーダモード動作信号、妨害モード動作信号および欺瞞モード動作信号を所定のタイミングで順次生成し、励振部３００および複数の送受信部５００へ出力する。なお、ビーム制御部２００は、各種動作信号を順次生成する代わりに、図示しない入力手段からのユーザの指示に基づいて、各種動作信号を切り替えて出力することもできる。

励振部３００は、ビーム制御部２００から入力した動作信号に基づいて励振信号を生成し、分配部４００へ出力する。励振部３００のブロック構成図を図３に示す。図３において、励振部３００は、３つの励振器３１０、３２０、３３０および励振器切替器３４０を備える。本実施形態において、励振部３００は、ビーム制御部２００からレーダモード動作信号を受信している間、第１励振器３１０を用いてレーダモード動作用励振信号を生成する。また、励振部３００は、妨害モード動作信号を受信している間、第２励振器３２０を用いて妨害モード動作用励振信号を生成し、欺瞞モード動作信号を受信している間、第３励振器３３０を用いて欺瞞モード動作用励振信号を生成する。そして、励振部３００は、ビーム制御部２００から入力している動作信号に対応する励振器３１０、３２０、３３０を励振器切替器３４０を用いて選択し、選択した励振器３１０、３２０、３３０が生成した励振信号を分配部４００へ出力する。

励振器３１０、３２０、３３０が生成した励振信号の一例を図４に示す。図４において、レーダモード動作用励振信号および妨害モード動作用励振信号は、狭い帯域をスイープする信号である。一方、欺瞞モード動作用励振信号は、広帯域の信号に変調された信号である。

分配部４００は、励振部３００から入力した励振信号を分配して、分配した励振信号を複数の送受信部５００へ同時に出力する。

各送受信部５００は、分配部４００を介して励振部３００から入力した励振信号に対して、ビーム制御部２００から入力している動作信号に基づいて所定の処理を施し、処理した励振信号を送信ビームとして外部空間へ出射する。また、送受信部５００は、外部空間から受信した受信ビームを処理し、処理した受信ビームを受信信号として合成部６００へ出力する。本実施形態において、送受信部５００は、出射した送信ビームの目標からの反射信号を受信ビームとして受信する。送受信部５００については後述する。

合成部６００は、複数の送受信部５００から入力した受信信号を合成して受信部７００へ出力する。

受信部７００は、合成部６００を介して送受信部５００から入力した受信信号を解析し、測位や航跡追尾等の解析結果を図示しない出力装置へ出力する。

次に、送受信部５００について詳細に説明する。送受信部５００のブロック構成図を図５に示す。図５において、送受信部５００は、切替制御回路５１０、移相器５２０、高圧制御回路５３０、電源回路５４０、トリプルモード進行波管５５０、送受切替器５６０、アンテナエレメント５７０および低雑音増幅器５８０を備える。

切替制御回路５１０は、ビーム制御部２００から入力した動作信号に基づいて、送信および受信のタイミングを制御するためのタイミング制御信号を生成し、生成したタイミング制御信号を移相器５２０および送受切替器５６０へ出力する。

移相器５２０は、分配部４００を介して励振部３００から入力した励振信号の位相を、切替制御回路５１０から入力したタイミング制御信号に基づいて調整し、トリプルモード進行波管５５０へ出力する。また、移相器５２０は、低雑音増幅器５８０から入力した受信信号の位相を、タイミング制御信号に基づいて調整し、合成部６００へ出力する。

高圧制御回路５３０は、ビーム制御部２００から入力した動作信号に基づいて、トリプルモード進行波管５５０へ供給する電圧を指示するための電圧制御信号を生成して電源回路５４０へ出力する。本実施形態において、高圧制御回路５３０は、ビーム制御部２００からレーダモード動作信号が入力している間、レーダモード用電圧制御信号を生成して電源回路５４０へ出力する。また、妨害モード動作信号が入力している間は妨害モード用電圧制御信号を、欺瞞モード動作信号が入力している間は欺瞞モード用電圧制御信号を生成して電源回路５４０へ出力する。

電源回路５４０は、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００の図示しない電源部から供給された電源電圧を、送受信部５００の各回路へ供給する。また、電源回路５４０は、高圧制御回路５３０から入力した電圧制御信号に基づいて、電源部から供給された電源電圧から所定の電源電圧を瞬時に生成し、トリプルモード進行波管５５０へ供給する。本実施形態において、電源回路５４０は、レーダモード用電圧制御信号が入力している場合はレーダモード用高電圧ＶＮを、妨害モード用電圧制御信号が入力している場合は妨害モード用高電圧ＶＨを、欺瞞モード用電圧制御信号が入力している場合は欺瞞モード用高電圧ＶＥを瞬時に生成してトリプルモード進行波管５５０へ供給する。レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨおよび欺瞞モード用高電圧ＶＥについては後述する。

トリプルモード進行波管５５０は、移相器５２０から入力した励振信号を、電源回路５４０から供給された電源を用いて増幅し、送受切替器５６０へ出力する。本実施形態において、トリプルモード進行波管５５０は、それぞれ異なる高圧電源が印加可能な３本のマイクロ波管５３１、５３２、５３３を備える。そして、レーダモード動作時にはレーダモード用高電圧ＶＮがマイクロ波管５３１に供給され、妨害モード動作時には妨害モード用高電圧ＶＨがマイクロ波管５３２に供給され、欺瞞モード動作時には欺瞞モード用高電圧ＶＥがマイクロ波管５３３に供給される。

送受切替器５６０は、切替制御回路５１０から入力したタイミング制御信号に基づいて、アンテナエレメント５７０との接続を、トリプルモード進行波管５５０または低雑音増幅器５８０に切り替える。送受切替器５６０は、送信時に、トリプルモード進行波管５５０から入力した励振信号を送信ビームとしてアンテナエレメント５７０へ出力し、受信時に、アンテナエレメント５７０を介して外部空間から受信した受信ビームを低雑音増幅器５８０へ出力する。

アンテナエレメント５７０は、送受切替器５６０から入力した送信ビームを外部空間へ出射し、外部空間から受信ビームを受信した受信ビームを送受切替器５６０へ出射する。本実施形態において、アンテナエレメント５７０は、レーダモード動作時に、出射した送信ビームの目標からの反射信号を受信ビームとして受信する。

低雑音増幅器５８０は、アンテナエレメント５７０および送受切替器５６０を介して外部空間から受信した受信ビームを低雑音増幅し、受信信号に変換して移相器５２０へ出力する。

次に、レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨおよび欺瞞モード用高電圧ＶＥについて説明する。本実施形態において、レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨおよび欺瞞モード用高電圧ＶＥは、レーダモード動作時の消費電力、妨害モード動作時の消費電力および欺瞞モード動作時の消費電力が略同一となるように設定されている。各動作モード時の、送受信タイミング、トリプルモード進行波管５５０に供給される電源電圧（ＶＮ、ＶＨ、ＶＥ）、送受信部５００の送信出力電力（ＰＮ、ＰＨ、ＰＥ）、励振信号の送信パルス幅（ＴＮ１、ＴＨ１、ＴＥ１）および送信パルス繰返し周期（ＴＮ２、ＴＨ２、ＴＥ２）の関係を図６に示す。

レーダモードの場合、図６において、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００は、送信および受信を繰返す。また、送受信部５００において、トリプルモード進行波管５５０のマイクロ波管５３１にレーダモード用高電圧ＶＮが供給される。この時の送受信部５００の送信出力電力は送信出力電力ＰＮである。

ここで、Ｎ個の送受信部５００のトリプルモード進行波管５５０にレーダモード用高電圧ＶＮを供給した時の、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００全体のレーダモード時の消費電力ＰＤＮは、レーダモード時の送信パルス幅：ＴＮ１、送信パルス繰返し周期：ＴＮ２、送受信効率：ＥＮとすると、式（１）で表される。
ＰＤＮ＝ＰＮ×（ＴＮ１／ＴＮ２）×Ｎ／ＥＮ （Ｗ）……（１）

また、レーダモード時にＮ個の送受信部５００から出射される送信ビームの合計出力、すなわち、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００全体の合成送信出力ＰＴＮは、式（２）で表される。
ＰＴＮ＝ＰＮ×Ｎ （Ｗ）……（２）

例えば、送受信部５００の個数：Ｎ＝１００個、送受信部５００の送信出力電力：ＰＮ＝１ｋＷ、送信パルス幅：ＴＮ１＝１ｍｓ、送信パルス繰返し周期：ＴＮ２＝１０ｍｓ、送受信効率：ＥＮ＝５０％とすると、レーダモード時のアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００の合成送信出力電力ＰＴＮは１００ｋＷ、消費電力ＰＤＮは２０ｋＷとなる。

次に、妨害モードの場合、送受信部５００において、トリプルモード進行波管５５０のマイクロ波管５３２に妨害モード用高電圧ＶＨが供給される。妨害モード用高電圧ＶＨの供給により、図６に示すように、各送受信部５００の送信出力電力は、送信出力電力ＰＨへと瞬時に増加する。そして、妨害モード時の送信パルス幅：ＴＨ１、送信パルス繰返し周期：ＴＨ２とすると、上述の式（１）、（２）と同様に、妨害モード時のアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００全体の消費電力ＰＤＨは式（３）、合成送信出力ＰＴＨは式（４）となる。
ＰＤＨ＝ＰＨ×（ＴＨ１／ＴＨ２）×Ｎ／ＥＮ （Ｗ）……（３）
ＰＴＨ＝ＰＨ×Ｎ （Ｗ）……（４）

例えば、Ｎ＝１００個、ＰＨ＝１０ｋＷ、ＴＨ１＝０．１ｍｓ、ＴＨ２＝１０ｍｓ、ＥＮ＝５０％の場合、妨害モード時のアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００の合成送信出力電力ＰＴＨは１０００ｋＷ、消費電力ＰＤＨは２０ｋＷとなる。

さらに、欺瞞モードの場合、送受信部５００において、トリプルモード進行波管５５０のマイクロ波管５３３に欺瞞モード用高電圧ＶＥが供給される。欺瞞モード用高電圧ＶＥの供給により、図６に示すように、送受信部５００の送信出力電力は、送信出力電力ＰＥへと瞬時に減少する。そして、欺瞞モード時の送信パルス幅：ＴＥ１、送信パルス繰返し周期：ＴＥ２とすると、上述の式（１）、（２）と同様に、欺瞞モード時のアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００全体の消費電力ＰＤＥは式（５）、合成送信出力ＰＴＥは式（６）となる。
ＰＤＥ＝ＰＥ×（ＴＥ１／ＴＥ２）×Ｎ／ＥＮ （Ｗ）……（５）
ＰＴＥ＝ＰＥ×Ｎ （Ｗ）……（６）

例えば、Ｎ＝１００個、ＰＥ＝０．５ｋＷ、ＴＥ１＝２ｍｓ、ＴＥ２＝１０ｍｓ、ＥＮ＝５０％の場合、欺瞞モード時のアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００の合成送信出力電力ＰＴＥは５０ｋＷ、消費電力ＰＤＥは２０ｋＷとなる。

以上のように、本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００は、レーダモード、妨害モードおよび欺瞞モードのいずれのモードにおいても、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００全体の消費電力を一定（例えば、２０ｋＷ）に維持することができる。

一方、レーダモード時の合成送信出力電力（例えば、１００ｋＷ）と比較して、妨害モード時の合成送信出力電力ＰＴＨ（例えば、１０００ｋＷ）を十分に大きくすることができる（例えば、１０倍）。従って、妨害モード時に強力な妨害波を出射することができる。

さらに、レーダモード時の送信パルス幅ＴＮ１（例えば、１ｍｓ）と比較して、欺瞞モード時の送信パルス幅ＴＥ１（例えば、２ｍｓ）を十分に長くすることができる（例えば、２倍）。従って、十分な期間について欺瞞波を出射することができる。

上述のレーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨおよび欺瞞モード用高電圧ＶＥは、出射する妨害波のパワーや欺瞞波の出射時間等に応じて適宜設計することができる。

上記のように構成されたアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００は、次のように動作する。すなわち、ビーム制御部２００は、レーダモード、妨害モードおよび欺瞞モードに関する動作信号を所定のタイミングで順次生成し、励振部３００および送受信部５００へ出力する。

励振部３００は、ビーム制御部２００から入力した動作信号に基づいてレーダモード動作用、妨害モード動作用または欺瞞モード動作用の励振信号を生成し、生成した励振信号を分配部４００へ出力する。分配部４００は、励振部３００から入力した励振信号をＮ個に分配し、分配した励振信号をＮ個の送受信部５００へ出力する。

Ｎ個の送受信部５００はそれぞれ、ビーム制御部２００から入力した動作信号に基づいて、送信時に、励振部３００から入力した励振信号の位相を調整し、レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨまたは欺瞞モード用高電圧ＶＥによって増幅し、送信ビームとして外部空間へ出射する。ここで、レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨおよび欺瞞モード用高電圧ＶＥは、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００全体の消費電力が一定に維持されるレベルに設計されている。

一方、送受信部５００は、レーダモード動作時に、出射したレーダモード動作用の送信ビームの目標からの反射波を受信ビームとして受信する。送受信部５００は、受信した受信ビームを低雑音増幅して受信信号に変換し、さらに位相を調整した後、合成部６００に出力する。

合成部６００は、Ｎ個の送受信部５００から入力した受信信号を合成し、受信部７００へ出力する。受信部７００は、Ｎ個の送受信部５００からの受信信号の合成信号を解析し、測位や航跡追尾等の解析結果を図示しない出力装置へ出力する。

以上のように、本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００は、レーダモード時の消費電力ＰＤＮ、妨害モード時の消費電力ＰＤＨおよび欺瞞モード時の消費電力ＰＤＥが同程度となるようにして、出射する妨害波のパワーおよび欺瞞波の出射時間等に応じて、トリプルモード進行波管５５０に供給する電源電圧を最適値に設定する。各モードの消費電力を同等に出来ることから、モードごとに複数の電源を備える必要がなく、共通の電源を用いて、レーダモード動作、強力な妨害モード動作および相手レーダを欺く欺瞞モード動作を行うことができる。

また、本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００において、ビーム制御部２００が生成した動作信号のみで、レーダモード動作、妨害モード動作および欺瞞モード動作を瞬時に切替えると共に、移相器５２０による位相制御を行ってビーム走査を行う。この場合、例えば、レーダ動作時に目標物の探索および追尾を行いながら、瞬時に妨害モード動作または欺瞞モード動作を行い、その後再び瞬時にレーダモード動作に戻ることにより、レーダモード動作において妨害や欺瞞の効果を確認することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置のブロック構成図を図７に示す。図７において、本実施形態に係るアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００Ｂは、ビーム制御部２００Ｂ、励振部３００Ｂ、分配部４００Ｂ、複数の送受信部５００Ｂ、合成部６００Ｂ、受信部７００Ｂ、高圧制御部８００Ｂおよび図示しない電源部を備える。電源部は、電源電圧を生成し、生成した電源電圧をアクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００Ｂの各部へ供給する。

ここで、励振部３００Ｂ、分配部４００Ｂ、合成部６００Ｂおよび受信部７００Ｂは、第２の実施形態で説明した励振部３００、分配部４００、合成部６００および受信部７００と同様に機能するため、詳細な説明は省略する。

ビーム制御部２００Ｂは、レーダモード動作信号、妨害モード動作信号または欺瞞モード動作信号を所定のタイミングで順次生成し、励振部３００Ｂ、送受信部５００Ｂおよび高圧制御部８００Ｂへ出力する。

高圧制御部８００Ｂは、図示しない電源部から供給された電源電圧を用いて、ビーム制御部２００Ｂから入力した動作信号に基づいて所定の電源電圧を生成し、生成した電源電圧を複数の送受信部５００Ｂへ供給する。

複数の送受信部５００Ｂはそれぞれ、分配部４００Ｂを介して励振部３００Ｂから入力した励振信号に対して、高圧制御部８００Ｂから供給された電源電圧を用いて所定の処理を施し、外部空間へ出射する。さらに、送受信部５００Ｂは、レーダモード動作時に出射した送信ビームの目標からの反射信号を受信ビームとして受信し、所定の処理を行った後、受信信号として合成部６００Ｂへ出力する。

本実施形態に係る高圧制御部８００Ｂおよび送受信部５００Ｂのブロック構成図を図８に示す。図８において、本実施形態に係る高圧制御部８００Ｂは高圧制御回路８１０Ｂおよび電源回路８２０Ｂを備え、各送受信部５００Ｂは切替制御回路５１０Ｂ、移相器５２０Ｂ、トリプルモード進行波管５５０Ｂ、送受切替器５６０Ｂ、アンテナエレメント５７０Ｂおよび低雑音増幅器５８０Ｂを備える。

図８において、高圧制御部８００Ｂの高圧制御回路８１０Ｂは、ビーム制御部２００Ｂからレーダモード動作信号が入力している間、電源回路８２０Ｂを用いてレーダモード用高電圧ＶＮを生成し、複数の送受信部５００Ｂへ供給する。また、高圧制御回路８１０Ｂは、妨害モード動作信号が入力している間は妨害モード用高電圧ＶＨを、欺瞞モード動作信号が入力している間は欺瞞モード用高電圧ＶＥを生成して複数の送受信部５００Ｂへ供給する。ここで、本実施形態において、レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨおよび欺瞞モード用高電圧ＶＥは、アクティブフェーズドアレイアンテナ装置１００Ｂ全体の消費電力が一定に維持されるように設計されている。

複数の送受信部５００Ｂにおいて、切替制御回路５１０Ｂは、ビーム制御部２００Ｂから入力した動作信号に基づいてタイミング制御信号を生成して移相器５２０Ｂおよび送受切替器５６０Ｂへ出力する。

送受切替器５６０Ｂは、送信時に、トリプルモード進行波管５５０Ｂとアンテナエレメント５７０Ｂとを接続する。そして、励振部３００Ｂから入力した励振信号の位相を移相器５２０Ｂにおいて調整し、トリプルモード進行波管５５０Ｂにおいて高圧制御部８００Ｂから供給された電源（レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨまたは欺瞞モード用高電圧ＶＥ）を用いて励振信号を増幅し、アンテナエレメント５７０Ｂを介して送信ビームとして外部空間へ出射する。

一方、送受切替器５６０Ｂは、レーダモード動作において、受信時に、低雑音増幅器５８０Ｂとアンテナエレメント５７０Ｂとを接続する。そして、出射したレーダモード動作用の送信ビームの目標からの反射波を受信ビームとして受信し、低雑音増幅器５８０Ｂにおいて低雑音増幅して受信信号に変換し、さらに移相器５２０Ｂにおいて位相を調整した後、合成部６００Ｂへ出力する。

本実施形態においては、高圧制御部８００Ｂがビーム制御部２００Ｂから入力した動作信号に基づいて電源電圧（レーダモード用高電圧ＶＮ、妨害モード用高電圧ＶＨまたは欺瞞モード用高電圧ＶＥ）を生成し、生成した電源を複数の送受信部５００Ｂへ供給する。１つの高圧制御部８００Ｂから複数の送受信部５００Ｂへ電源電圧を供給することにより、各送受信部５００Ｂに高圧制御回路および電源回路を備える必要がない。従って、送受信部５００Ｂのコストを低減することができると共に、送受信部５００Ｂを小型軽量化できる。

なお、上述の実施形態では、高圧制御部８００Ｂは生成した電源を複数の送受信部５００Ｂへ均等に分配して供給したが、これには限定されない。例えば、高圧制御部８００Ｂが、所定方向への送信ビームを出射するいくつかの送受信部５００Ｂにより多くの電源電圧を供給し、別の方向への送信ビームを出射するいくつかの送受信部５００Ｂにより少ない電源電圧を供給して、トータルの供給量を一定にすることもできる。この場合、所定方向への送信ビームの送信出力電力を大きくしたり、送信パルス幅を大きくすることができる。

本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

１０ レーダ装置
２０ 種信号生成部
３０ 電源供給部
４０ 送信信号増幅部
５０ 送受信部
６０ 受信信号処理部
１００、１００Ｂ アクティブフェーズドアレイアンテナ装置
２００、２００Ｂ ビーム制御部
３００、３００Ｂ 励振部
４００、４００Ｂ 分配部
５００、５００Ｂ 送受信部
５１０、５１０Ｂ 切替制御回路
５２０、５２０Ｂ 移相器
５３０ 高圧制御回路
５４０ 電源回路
５５０、５５０Ｂ トリプルモード進行波管
５６０、５６０Ｂ 送受切替器
５７０、５７０Ｂ アンテナエレメント
５８０、５８０Ｂ 低雑音増幅器
６００、６００Ｂ 合成部
７００、７００Ｂ 受信部
８００Ｂ 高圧制御部
８１０Ｂ 高圧制御回路
８２０Ｂ 電源回路

Claims (7)

1. 出射したマイクロ波が目標物で反射されて戻って来た反射信号を解析することによって、前記目標物を探知するレーダモード、高出力のマイクロ波を照射して、相手の電子機器の誤動作または故障を発生させる妨害モードおよび相手レーダに相手を欺くための広帯域変調をかけたマイクロ波を照射して相手のレーダ機能を低下させる欺瞞モードにそれぞれ対応する複数の種信号生成器を備え、該種信号生成器を用いて生成した狭い帯域をスイープする信号であるレーダモード動作用励振信号及び妨害モード動作用励振信号と、広帯域の信号に変調された信号である欺瞞モード動作用励振信号を送信信号として出力する種信号生成部と、
   前記レーダモード、前記妨害モード及び前記欺瞞モードの送受信を制御するため生成されたレーダモード動作信号、妨害モード動作信号および欺瞞モード動作信号が入力している間、レーダモード用高電圧、妨害モード用高電圧及び欺瞞モード用高電圧を電源として供給する電源供給部と、
   前記供給された電源を用いて前記生成した送信信号を増幅する送信信号増幅部と、
   前記増幅した送信信号を外部空間に出射すると共に前記レーダモード時に前記出射した送信信号が反射された受信信号を受信する送受信部と、
   前記受信した受信信号を処理する受信信号処理部と、
   を備えるレーダ装置。
2. 前記レーダモード動作信号、前記妨害モード動作信号及び前記欺瞞モード動作信号に基づいて送信および受信のタイミングを制御するタイミング制御信号を生成する切替え制御部をさらに備え、前記送受信部は、前記タイミング制御信号に基づいて、前記送受信部に備えられたアンテナエレメントとの接続を、前記送信信号増幅部又は前記受信信号処理部に切り替える、
   請求項１記載のレーダ装置。
3. 前記送信信号増幅部および送受信部は複数組あり、
   前記生成した送信信号を分配して前記複数の送信信号増幅部に出力する分配部と、
   前記複数の送受信部が受信した受信信号を合成して前記受信信号処理部に出力する合成部と、
   をさらに備える、請求項１乃至２のいずれか１項記載のレーダ装置。
4. 前記電源供給部は、前記送信信号増幅部と同数あり、
   前記電源供給部は、対応する前記送信信号増幅部に電源を供給する、
   請求項３記載のレーダ装置。
5. 前記電源供給部の数は、前記送信信号増幅部の数より少なく、
   少なくとも１つの前記電源供給部は、同時に２以上の前記送信信号増幅部に電源を供給する、
   請求項３記載のレーダ装置。
6. 前記送信信号増幅部はトリプルモード進行波管であり、
   前記妨害モードの合成送信出力電力は前記レーダモードの合成送信出力電力よりも大きく、前記欺瞞モード動作信号が入力し欺瞞モード用高電圧を生成して前記送信信号増幅部へ供給する際の送信パルス幅は前記レーダモード動作信号が入力しレーダモード用高電圧を生成して前記送信信号増幅部へ供給する際の送信パルス幅よりも長い、
   請求項１乃至５のいずれか１項記載のレーダ装置。
7. 出射したマイクロ波が目標物で反射されて戻って来た反射信号を解析することによって、前記目標物を探知するレーダモード、高出力のマイクロ波を照射して、相手の電子機器の誤動作または故障を発生させる妨害モードおよび相手レーダに相手を欺くための広帯域変調をかけたマイクロ波を照射して相手のレーダ機能を低下させる欺瞞モードにそれぞれ対応する複数の種信号生成器を用いて狭い帯域をスイープする信号であるレーダモード動作用励振信号及び妨害モード動作用励振信号と、広帯域の信号に変調された信号である欺瞞モード動作用励振信号を生成し、生成した前記レーダモード動作用励振信号、前記妨害モード動作用励振信号及び前記欺瞞モード動作用励振信号を送信信号として出力し、
   前記レーダモード、前記妨害モード及び前記欺瞞モードの送受信を制御するため生成されたレーダモード動作信号、妨害モード動作信号及び欺瞞モード動作信号が入力している間、レーダモード用高電圧、妨害モード用高電圧及び欺瞞モード用高電圧を電源として供給し、
   前記供給された電源を用いて前記生成した送信信号を増幅し、
   前記増幅した送信信号を外部空間に出射すると共に前記レーダモード時に前記出射した送信信号が反射された受信信号を受信し、
   前記受信した受信信号を処理する、
   レーダ探知方法。

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