JPH0142392B2 - - Google Patents
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- JPH0142392B2 JPH0142392B2 JP57001632A JP163282A JPH0142392B2 JP H0142392 B2 JPH0142392 B2 JP H0142392B2 JP 57001632 A JP57001632 A JP 57001632A JP 163282 A JP163282 A JP 163282A JP H0142392 B2 JPH0142392 B2 JP H0142392B2
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 5
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
- G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、送受信機能および移相シフト機能
を有する多数のアンテナ素子で構成されたフエー
ズド・アレイ・アンテナを用いた航空機搭載用パ
ルス・ドツプラ・レーダ装置に係り、アンテナ・
サイドローブで受信する大地或いは海面からの反
射信号（以下「サイドローブ・クラツタ」と呼
ぶ。）のレベルに応じて送信電力、アンテナ・サ
イドローブ特性およびアンテナ利得を制御するよ
うに構成したレーダ装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an aircraft-mounted pulse Doppler radar device using a phased array antenna composed of a large number of antenna elements having a transmitting/receiving function and a phase shift function.
Relating to a radar device configured to control transmission power, antenna sidelobe characteristics, and antenna gain according to the level of reflected signals from the earth or sea surface received by sidelobes (hereinafter referred to as "sidelobe clutter"). It is something.
ところで、レーダのPRF（Pulse Repetition
Frequency）がそのレーダを搭載する航空機の速
度によつて生じるドツプラ周波数より低いパル
ス・ドツプラ・レーダ装置において、アンテナ・
ビームが下方を照射する場合には、特にレベルの
高い第１および第２サイドローブ等で受信する強
勢なサイドローブ・クラツタと移動目標からの反
射信号が重なり合う、従つて、レーダ探知距離性
能の向上を計るにはアンテナ利得を犠性にしても
低いサイドローブ・アンテナを用いる必要があ
る。しかし、アンテナ・パターン特性を制御する
ことができない従来の機械的駆動によるアンテナ
を用いていると、アンテナ・ビームが上方を照射
しサイドローブ・クラツタのレベルが低い場合に
おいても上記低サイドローブ・アンテナを用いな
ければならず、その低い利得がレーダ探知距離性
能を制限することになる。 By the way, radar's PRF (Pulse Repetition
In a pulsed Doppler radar system, the antenna frequency is lower than the Doppler frequency caused by the speed of the aircraft carrying the radar.
When the beam irradiates downward, the reflected signal from the moving target overlaps with the strong sidelobe clutter received by the first and second sidelobes, which have particularly high levels, thus improving radar detection range performance. To measure this, it is necessary to use a low sidelobe antenna even at the expense of antenna gain. However, when using a conventional mechanically driven antenna in which the antenna pattern characteristics cannot be controlled, even when the antenna beam illuminates upward and the level of sidelobe clutter is low, the low sidelobe antenna must be used, and its low gain limits radar range performance.
又、従来のフエーズド・アレイ・アンテナで
は、送信電力を最大にするため、或いは各アンテ
ナ素子の送信電力を最小にするために、すべての
アンテナ素子から同一レベルで送信し均一分布の
開口面を形成し、一方、受信時には上記各アンテ
ナ素子で受信した信号の振幅を制御して開口面に
振幅テーパ分布を形成し低サイドローブ化を計つ
ていた。しかし、送信時が均一分布であると送受
積アンテナ・サイドローブ・レベルは受信時のサ
イドローブを低くしても、ある値以下には小さく
できない欠点がある。 In addition, in conventional phased array antennas, in order to maximize the transmission power or minimize the transmission power of each antenna element, all antenna elements transmit at the same level to form a uniformly distributed aperture surface. On the other hand, during reception, the amplitude of the signal received by each of the antenna elements is controlled to form an amplitude taper distribution on the aperture surface in order to reduce side lobes. However, if there is a uniform distribution during transmission, there is a drawback that the transmitting and receiving antenna sidelobe level cannot be reduced below a certain value even if the sidelobes during reception are lowered.
この発明は、これらの問題点の改善を計つたも
ので、航空機の姿勢およびアンテナ・ビーム指向
角からアンテナ・ビームが上方を照射しているの
か、或いは下方を照射しているのかを識別し、
各々の場合に適合した送信電力、アンテナ・サイ
ドローブ特性およびアンテナ利得を上記アンテナ
素子に内蔵した送信機のON／OFF制御および受
信機の利得制御を行うことにより実現し、レーダ
探知距離性能の改善を計つたレーダ装置を提供せ
んとするものである。 This invention aims to improve these problems by identifying whether the antenna beam is irradiating upward or downward from the attitude of the aircraft and the antenna beam directivity angle,
The transmission power, antenna sidelobe characteristics, and antenna gain suitable for each case are realized by ON/OFF control of the transmitter built into the above antenna element and gain control of the receiver, improving radar detection distance performance. The aim is to provide a radar device that measures the
以下、図によつてこの発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第１図ａおよび第１図ｂは、それぞれ同一のパ
ルス・ドツプラ・レーダを航空機に搭載し、アン
テナ・ビームで下方を照射した場合および上方を
照射した場合の受信信号の周波数スペクトルを示
したものであり、１はメインローブ・クラツク・
スペクトル、２はサイドローブ・クラツタ・スペ
クトル、３は目標信号スペクトルである。又、上
記受信信号の周波数スペクトルはPRFで繰り返
すため第１図ａおよびｂには一周期分のみ示して
ある。 Figures 1a and 1b show the frequency spectrum of the received signal when the same pulsed Doppler radar is mounted on an aircraft and the antenna beam illuminates the downward direction and the upward direction, respectively. and 1 is the main lobe, crack,
2 is a sidelobe clutter spectrum, and 3 is a target signal spectrum. Furthermore, since the frequency spectrum of the received signal is repeated in the PRF, only one period is shown in FIGS. 1a and 1b.
メインローブ・クラツタ・スペクトル１はアン
テナ・ビームのメインローブで受信される受信信
号のうち大地或いは海面で散乱された信号のドツ
プラ・スペクトルであり、同様にサイドローブ・
クラツタ・スペクトル２はアンテナ・ビームのサ
イドローブで受信される大地或いは海面で散乱さ
れた信号のドツプラ・スペクトルである。 The main lobe clutter spectrum 1 is the Doppler spectrum of the signal scattered by the earth or sea surface among the received signals received by the main lobe of the antenna beam.
The Cluster spectrum 2 is the Doppler spectrum of the signal scattered on the ground or sea surface that is received in the sidelobes of the antenna beam.
第１図ａおよびｂから分る様に、パルス・ドツ
プラ・レーダにおいては目標信号をサイドロー
ブ・クラツタと周波数領域で重なり合う状態で検
出しなければならない。又、アンテナ・ビームが
下方を照射する場合のサイドローブ・クラツタ・
スペクトル２の方が上方を照射する場合に比べ
て、そのレベルが非常に高い。従つて、アンテ
ナ・ビームが下方を照射する場合には低サイドロ
ーブ・アンテナを、又上方を照射する場合には高
利得アンテナを用いることによりレーダ探知距離
性能の向上を計ることができる。 As can be seen from FIGS. 1a and 1b, in the pulsed Doppler radar, the target signal must be detected in a state where it overlaps the sidelobe clutter in the frequency domain. In addition, side lobes, clutter, and
The level of spectrum 2 is much higher than that when irradiating upward. Therefore, radar detection range performance can be improved by using a low sidelobe antenna when the antenna beam illuminates downward, and by using a high gain antenna when the antenna beam illuminates upward.
第２図は、この発明の実施例を示す図であり、
フエーズド・アレイ・アンテナ４には、多数のア
ンテナ素子５が内蔵されているが、これらは全く
同一のものであるため一つのアンテナ素子５のみ
を示した。 FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of this invention,
The phased array antenna 4 includes a large number of antenna elements 5, but only one antenna element 5 is shown because they are completely the same.
まず、アンテナ・ビーム走査法について説明す
る。移相量制御器６はレーダ計算機７からのアン
テナ・ビーム指向角信号に基づいて各アンテナ素
子５の移相量を算出し移相器８にセツトする。こ
の動作を定められたビーム走査パターンに従つて
繰り返す。 First, the antenna beam scanning method will be explained. The phase shift amount controller 6 calculates the phase shift amount of each antenna element 5 based on the antenna beam directivity angle signal from the radar computer 7 and sets it in the phase shifter 8. This operation is repeated according to a predetermined beam scanning pattern.
この時、慣性航法装置９からの航空機の姿勢信
号とレーダ計算機７自身が出力しているアンテ
ナ・ビーム指向角信号とによりアンテナ・ビーム
が上方を照射していると判断すると、レーダ計算
機７は送信機制御器１０に対してすべてのアンテ
ナ素子内の送信機１１を動作（ON）させるよう
に指令することによつて、基準信号発生器１２で
発生した高周波パルス信号が、送受切換器１３、
給電回路１４、移相器８、サーキユレータ１５、
アンテナ素子内の送信機１１およびアンテナ素子
内の送受切換器１６を介してすべてのアンテナ素
子の放射器１７から空間に放照される。このよう
にすると送信出力は最大になると同時にフエーズ
ド・アレイ・アンテナ４の開口面分布が均一分布
となるので最大のアンテナ利得が得られる。同様
にして減衰量制御器１８がすべてのアンテナ素子
内の受信機１９に内蔵された減衰器の減衰量を最
小値にすると放照器１７、アンテナ素子内の送受
切換器１６を介してアンテナ素子内の受信機１９
に入力された受信信号は最小の減衰しか受けず受
信時も等価的に最大のアンテナ利得が得られる。 At this time, if it is determined that the antenna beam is irradiating upward based on the attitude signal of the aircraft from the inertial navigation device 9 and the antenna beam pointing angle signal output by the radar computer 7 itself, the radar computer 7 transmits By instructing the machine controller 10 to operate (ON) the transmitters 11 in all antenna elements, the high frequency pulse signal generated by the reference signal generator 12 is transmitted to the transmitter/receiver switch 13,
power supply circuit 14, phase shifter 8, circulator 15,
It is radiated into space from the radiators 17 of all antenna elements via the transmitter 11 in the antenna element and the transmission/reception switch 16 in the antenna element. In this way, the transmission output is maximized, and at the same time, the aperture distribution of the phased array antenna 4 becomes uniform, so that the maximum antenna gain can be obtained. Similarly, when the attenuation amount controller 18 sets the attenuation amount of the attenuator built in the receiver 19 in all the antenna elements to the minimum value, the antenna element Receiver 19 inside
The received signal input to the antenna undergoes minimal attenuation, and equivalently the maximum antenna gain is obtained during reception.
アンテナ素子内の受信機１９の出力信号はサー
キユレータ１５、移相器８を介して給電回路１４
に入力され、すべてのアンテナ素子５の出力信号
が合成される。この信号は、送受切換器１３を介
して受信器１３を介して受信機２０に入力され、
増幅されて信号処理器２１で目標の情報が検出さ
れる。この目標情報はレーダ計算機７を介して表
示器２２に表示される。 The output signal of the receiver 19 in the antenna element is sent to the feeder circuit 14 via the circulator 15 and the phase shifter 8.
and the output signals of all antenna elements 5 are combined. This signal is input to the receiver 20 via the receiver 13 via the transmitter/receiver switch 13,
The target information is amplified and detected by the signal processor 21. This target information is displayed on the display 22 via the radar computer 7.
次に、アンテナ・ビームが下方を照射している
とレーダ計算機７が判断すると、送信機制御器１
０に対してフエーズド アレイ・アンテナ４の低
サイドローブ化のため、その開口面分布が密度分
布になるように各アンテナ素子内の送信機１１を
ON／OFF制御することを指令すると同時に、減
衰量制御器１８に指令して、各アンテナ素子内の
受信機１９に内蔵されている減衰器の減衰量をフ
エーズド・アレイ・アンテナ４の開口面分布が振
幅テーパ分布になるように制御する。このように
すると、送信時および受信時のアンテナ・サイド
ローブを大幅に減少させることができる。尚、ア
ンテナ制御以外の機能はアンテナ・ビームが上方
を照射している場合と同一であるため説明は省略
する。 Next, when the radar computer 7 determines that the antenna beam is irradiating downward, the transmitter controller 1
In order to make the phased array antenna 4 have low side lobes with respect to
At the same time as commanding ON/OFF control, the attenuation controller 18 is commanded to adjust the attenuation of the attenuator built in the receiver 19 in each antenna element to the aperture distribution of the phased array antenna 4. is controlled so that it has an amplitude taper distribution. In this way, antenna sidelobes during transmission and reception can be significantly reduced. Note that the functions other than antenna control are the same as those when the antenna beam is irradiating upward, so a description thereof will be omitted.
以上に述べたようにこの発明によれば、航空機
の姿勢およびアンテナ・ビーム指向角からアンテ
ナ・ビームが上方を照射しているのか、或いは下
方を照射しているのかを識別し、各々の場合に適
合した送信電力、アンテナ・サイドローブ特性お
よびアンテナ利得をアンテナ素子に内蔵した送信
機のON／OFF制御および受信機の利得制御を行
うことにより実現し、レーダ探知距離性能の向上
を計ることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to identify whether the antenna beam is irradiating upward or downward based on the attitude of the aircraft and the antenna beam direction angle, and to determine whether the antenna beam is irradiating upward or downward. By controlling the transmission power, antenna sidelobe characteristics, and antenna gain to suit the needs of the antenna element, it is possible to improve radar detection distance performance by controlling the transmitter's ON/OFF control and the receiver's gain. .
尚、この発明の実施例として第２図に構成例を
示したが、この発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々の変形がある。 Although a configuration example is shown in FIG. 2 as an embodiment of the present invention, various modifications may be made without departing from the gist of the present invention.
第１図ａはアンテナ・ビームが下方を照射した
場合の受信信号の周波数スペクトルを示す図、第
１図ｂはアンテナ・ビームが上方を照射した場合
の受信信号の周波数スペクトルを示す図、第２図
はこの発明の構成例を示す図であり、図中、１は
メインローブ・クラツタ・スペクトル、２はサイ
ドローブ・クラツタ・スペクトル、３は目標信号
スペクトル、４はフエーズド・アレイ・アンテ
ナ、５はアンテナ素子、６は移相量制御器、７は
レーダ計算機、８は移相器、９は慣性航法装置、
１０は送信機制御器、１１はアンテナ素子内の送
信機、１２は基準信号発生器、１３は送受切換
器、１４は給電回路、１５はサーキユレータ、１
６はアンテナ素子内の送受切換器、１７は放照
器、１８は減衰量制御器、１９はアンテナ素子内
の受信機、２０は受信機、２１は信号処理器、２
２は表示器である。尚、図中、同一或いは相当部
分には同一番号を付してある。
Figure 1a shows the frequency spectrum of the received signal when the antenna beam illuminates downward, Figure 1b shows the frequency spectrum of the received signal when the antenna beam illuminates upward, and Figure 2 shows the frequency spectrum of the received signal when the antenna beam illuminates upward. The figure shows an example of the configuration of the present invention. In the figure, 1 is a main lobe clutter spectrum, 2 is a side lobe clutter spectrum, 3 is a target signal spectrum, 4 is a phased array antenna, and 5 is a phased array antenna. An antenna element, 6 a phase shift amount controller, 7 a radar computer, 8 a phase shifter, 9 an inertial navigation device,
10 is a transmitter controller, 11 is a transmitter in the antenna element, 12 is a reference signal generator, 13 is a transmission/reception switch, 14 is a feeding circuit, 15 is a circulator, 1
6 is a transmission/reception switch in the antenna element, 17 is an illuminator, 18 is an attenuation controller, 19 is a receiver in the antenna element, 20 is a receiver, 21 is a signal processor, 2
2 is a display device. In the figures, the same or corresponding parts are given the same numbers.
Claims (1)
数のアンテナ素子で構成されたフエーズド・アレ
イ・アンテナを用い、アンテナ・サイドローブで
受信する大地或いは海面からの反射信号と周波数
領域で重なり合う移動目標からの反射信号を検出
する航空機搭載用レーダ装置において、大地或い
は海面に対するアンテナ・ビーム照射角を検出す
る手段と、上記アンテナ素子に内蔵した送信機の
ON／OFF制御および受信機の利得制御を各アン
テナ素子毎に独立して実施する手段を用いて、上
記アンテナ・サイドローブで受信する大地或いは
海面からの反射信号レベルに応じて送信電力、ア
ンテナ・サイドローブ特性およびアンテナ利得を
制御するように構成したことを特徴とするレーダ
装置。1 Using a phased array antenna consisting of a large number of antenna elements with transmitting/receiving functions and phase shift functions, the reflection from a moving target overlaps in the frequency domain with the reflected signal from the earth or sea surface received by the antenna sidelobe. In an aircraft-mounted radar device for detecting signals, there is provided a means for detecting an antenna beam irradiation angle with respect to the earth or sea surface, and a transmitter built in the antenna element.
By using a means for independently performing ON/OFF control and receiver gain control for each antenna element, the transmission power, antenna, and A radar device characterized in that it is configured to control sidelobe characteristics and antenna gain.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001632A JPS58118974A (en) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | Radar device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57001632A JPS58118974A (en) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | Radar device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58118974A JPS58118974A (en) | 1983-07-15 |
| JPH0142392B2 true JPH0142392B2 (en) | 1989-09-12 |
Family
ID=11506901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57001632A Granted JPS58118974A (en) | 1982-01-08 | 1982-01-08 | Radar device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58118974A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6276476A (en) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Nec Corp | Synthetic aperture radar equipment |
| JPS6276477A (en) * | 1985-09-30 | 1987-04-08 | Nec Corp | Synthetic aperture radar equipment |
| JPH05107335A (en) * | 1991-10-19 | 1993-04-27 | Nec Corp | Active phased array radar aerial device |
| JP2011153878A (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-11 | Nec Corp | Radar system, and active phased array antenna device and transmission module used therefor |
-
1982
- 1982-01-08 JP JP57001632A patent/JPS58118974A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58118974A (en) | 1983-07-15 |
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