JPH024869B2 - - Google Patents
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- JPH024869B2 JPH024869B2 JP57216216A JP21621682A JPH024869B2 JP H024869 B2 JPH024869 B2 JP H024869B2 JP 57216216 A JP57216216 A JP 57216216A JP 21621682 A JP21621682 A JP 21621682A JP H024869 B2 JPH024869 B2 JP H024869B2
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- antenna
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- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 26
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 13
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
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- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、飛しよう体に搭載されて電子的に
ビーム走査を行なうパルスドツプラ方式のレーダ
装置に関するもので、本来のビーム走査のための
ビーム走査制御器にアンテナパターン成形のため
の位相補正量記憶回路、加算器および切換器を設
けて、これらを制御してフエーズドアレイアンテ
ナの移相器を駆動制御することによつて、アンテ
ナサイドローブ特性をレーダの動作モードに応じ
て制御し、地上又は海面からのクラツタを減少さ
せ目標探知能力を大幅に向上させようとするレー
ダ装置を提供しようとするものである。
ビーム走査を行なうパルスドツプラ方式のレーダ
装置に関するもので、本来のビーム走査のための
ビーム走査制御器にアンテナパターン成形のため
の位相補正量記憶回路、加算器および切換器を設
けて、これらを制御してフエーズドアレイアンテ
ナの移相器を駆動制御することによつて、アンテ
ナサイドローブ特性をレーダの動作モードに応じ
て制御し、地上又は海面からのクラツタを減少さ
せ目標探知能力を大幅に向上させようとするレー
ダ装置を提供しようとするものである。
従来のフエーズドアレイアンテナ又は機械走査
アンテナを用いたパルスドツプラレーダでは、ア
ンテナのサイドローブを低下させるためにアンテ
ナ素子又はアレイ素子の振幅分を制御していた。
送受信機能をアンテナ素子が有していないパツシ
ブ型フエーズドアレイアンテナ又は機械的走査ア
ンテナでは、一旦振幅分布を設定してしまうとア
ンテナパターンは一義的に決定されてしまい、レ
ーダとしての動作中にその特性を変更することが
できなかつた。さらには、低サイドローブ特性に
すると、アンテナ利得が低下してレーダ探知距離
性能が低下する欠点があつた。
アンテナを用いたパルスドツプラレーダでは、ア
ンテナのサイドローブを低下させるためにアンテ
ナ素子又はアレイ素子の振幅分を制御していた。
送受信機能をアンテナ素子が有していないパツシ
ブ型フエーズドアレイアンテナ又は機械的走査ア
ンテナでは、一旦振幅分布を設定してしまうとア
ンテナパターンは一義的に決定されてしまい、レ
ーダとしての動作中にその特性を変更することが
できなかつた。さらには、低サイドローブ特性に
すると、アンテナ利得が低下してレーダ探知距離
性能が低下する欠点があつた。
この発明は、従来のレーダ装置でのこのような
欠点を除去するためになされたもので、低サイド
ローブ特性を得るために振幅を制御する代りに位
相を補正する方式を採用し、本来のビーム走査の
ためのビーム走査制御器に位相補正量記憶回路、
加算器および切換器を設けて、電波高度計からの
飛しよう体すなわち本レーダ装置の高度を示す信
号を用いるだけの簡単な構成で、アンテナ素子の
移相器の位相を制御することによつてアンテナパ
ターンを制御するものである。位相補正量をアン
テナ開口面上に３次系の位相分布が得られるよう
にすると、アンテナメインビームが大幅に偏向す
ることなくアンテナメインビーム下方のみのサイ
ドローブを低下させることができるので、地上又
は海面からのクラツタを大幅に減少させることが
できる。従つて、強勢なクラツタ環境下でも目標
探知能力が大幅に向上しうるレーダ装置を提供し
ようとするものである。
欠点を除去するためになされたもので、低サイド
ローブ特性を得るために振幅を制御する代りに位
相を補正する方式を採用し、本来のビーム走査の
ためのビーム走査制御器に位相補正量記憶回路、
加算器および切換器を設けて、電波高度計からの
飛しよう体すなわち本レーダ装置の高度を示す信
号を用いるだけの簡単な構成で、アンテナ素子の
移相器の位相を制御することによつてアンテナパ
ターンを制御するものである。位相補正量をアン
テナ開口面上に３次系の位相分布が得られるよう
にすると、アンテナメインビームが大幅に偏向す
ることなくアンテナメインビーム下方のみのサイ
ドローブを低下させることができるので、地上又
は海面からのクラツタを大幅に減少させることが
できる。従つて、強勢なクラツタ環境下でも目標
探知能力が大幅に向上しうるレーダ装置を提供し
ようとするものである。
以下図によつて従来のレーダ装置とこの発明の
レーダ装置を説明する。第１図は従来のレーダ装
置の一構成例を示す図であり、同図において１は
制御器、２は送信機、３は送信切換器、４はフエ
ーズドアレイアンテナ、５は受信機、６は信号処
理器、７は指示器、８は情報処理器、９はビーム
走査制御、１０は移相量演算制御回路、１１は駆
動回路、Σはモノパルス和チヤンネル、Δはモノ
パルス差チヤンネルである。
レーダ装置を説明する。第１図は従来のレーダ装
置の一構成例を示す図であり、同図において１は
制御器、２は送信機、３は送信切換器、４はフエ
ーズドアレイアンテナ、５は受信機、６は信号処
理器、７は指示器、８は情報処理器、９はビーム
走査制御、１０は移相量演算制御回路、１１は駆
動回路、Σはモノパルス和チヤンネル、Δはモノ
パルス差チヤンネルである。
上記従来のレーダ装置の構成は以上のようにな
つているから、制御器１で選択されたレーダ送信
モードに基づいて、送信機２はパルス状の送信信
号を発生し送受切換器３を経てフエーズドアレイ
アンテナ４に送る。フエーズドアレイアンテナ４
から送信信号は空間に放射され、目標で反射して
受信され再び送受切換器３を経て受信機５に入力
され増幅後ミキシングされて信号処理器６でビデ
オ信号として必要な処理が施されて指示器７に表
示される。また上記信号処理器６の出力は情報処
理器８に送られて、制御器１からの目標追尾指令
に基づいて目標追尾処理を実施し、正確な距離と
速度および角度情報を抽出し指示器７にシンボル
および数字で表示する。一方制御器１で選沢され
た覆域およびビーム走査パターンに基づき、情報
処理器８がビーム走査角度指令信号ａをビーム走
査制御器９内の移相量演算制御回路１０に送る
と、移相量演算制御回路１０はフエーズドアレイ
アンテナ４を構成する図示していない多数のアン
テナ素子の移相器に与えるべき移相量を演算し、
駆動回路１１から移相器駆動信号ｂを出力してア
ンテナ素子の移相器を駆動設定する。この結果、
アンテナメインビームは指令方向に指向すること
になる。
つているから、制御器１で選択されたレーダ送信
モードに基づいて、送信機２はパルス状の送信信
号を発生し送受切換器３を経てフエーズドアレイ
アンテナ４に送る。フエーズドアレイアンテナ４
から送信信号は空間に放射され、目標で反射して
受信され再び送受切換器３を経て受信機５に入力
され増幅後ミキシングされて信号処理器６でビデ
オ信号として必要な処理が施されて指示器７に表
示される。また上記信号処理器６の出力は情報処
理器８に送られて、制御器１からの目標追尾指令
に基づいて目標追尾処理を実施し、正確な距離と
速度および角度情報を抽出し指示器７にシンボル
および数字で表示する。一方制御器１で選沢され
た覆域およびビーム走査パターンに基づき、情報
処理器８がビーム走査角度指令信号ａをビーム走
査制御器９内の移相量演算制御回路１０に送る
と、移相量演算制御回路１０はフエーズドアレイ
アンテナ４を構成する図示していない多数のアン
テナ素子の移相器に与えるべき移相量を演算し、
駆動回路１１から移相器駆動信号ｂを出力してア
ンテナ素子の移相器を駆動設定する。この結果、
アンテナメインビームは指令方向に指向すること
になる。
ところで捜索追尾レーダは大地からのクラツタ
を除去するためにパルスドツプラ方式が採用され
ており、目標速度の不確定が生じない程充分高い
PRF（Pulse RePeatation Frequency：パルス繰
返し周波数）を高くした高PRF方式が用いられ
る。第２図は従来のパルスドツプラレーダの動作
原理を示す図であり、第２図ａに示すようにアン
テナ主ビーム２０が目標１２２と目標２２３およ
び大地２４を照射すると、受信信号のスペクトル
は第２図ｂに示すようにメインビームクラツタ２
５とサイドローブクラツタ２６が周波数軸上で広
がりPRF：fr毎に現われる。対向して接近してく
る目標１２２は送信周波数f0よりドツプラ周波数
fd1だけ高い周波数f0＋fd1で受信されるので、メ
インビームクラツタ２５およびサイドローブクラ
ツタ２６とは周波数軸上で明確に分離することが
でき、アンテナサイドローブ２１が大きくても不
要なクラツタを除去すれば対向接近目標のみを検
出できる。これに対し同一方向に進行しつつ接近
してくる目標２２３からの受信信号２８は第２図
ｂに示すように、メインビームクラツタ２５の周
波数と送信周波数f0の間の周波数f0＋fd2となるの
で、送信PRF毎に折り重なつて大きなレベルと
なつたサイドローブクラツタ２６に埋もれてしま
う。従つて、目標２２３に対してはサイドローブ
クラツタ２６のPRF毎の重なり合いを極力少な
くするために、PRFの値を低くするとともにメ
インビームクラツタ２５が周波数軸上で重なり合
わない程度にPRFの値を高くした中PRF方式が
用いられる。第２図ｃは中PRFモードでの受信
信号の周波数スペクトルを示す図であるが、追跡
接近目標信号２８はサイドローブクラツタ２６と
ほぼ同程度の大きさになる。ただし、サイドロー
ブクラツタ２６の電力レベルは送信および受信の
アンテナサイドローブの大きさに比例し、高度の
２乗に反比例して大きくなるので、アンテナサイ
ドローブが大きい場合およびレーダ装置の地上か
らの高度が低い場合には、追跡接近目標信号２８
はサイドローブクラツタに埋もれてしまい検出で
きなくなる。従つて、目標信号をサイドローブク
ラツタ中から検出するためには、アンテナサイド
ローブをさらに減少させる必要がある。
を除去するためにパルスドツプラ方式が採用され
ており、目標速度の不確定が生じない程充分高い
PRF（Pulse RePeatation Frequency：パルス繰
返し周波数）を高くした高PRF方式が用いられ
る。第２図は従来のパルスドツプラレーダの動作
原理を示す図であり、第２図ａに示すようにアン
テナ主ビーム２０が目標１２２と目標２２３およ
び大地２４を照射すると、受信信号のスペクトル
は第２図ｂに示すようにメインビームクラツタ２
５とサイドローブクラツタ２６が周波数軸上で広
がりPRF：fr毎に現われる。対向して接近してく
る目標１２２は送信周波数f0よりドツプラ周波数
fd1だけ高い周波数f0＋fd1で受信されるので、メ
インビームクラツタ２５およびサイドローブクラ
ツタ２６とは周波数軸上で明確に分離することが
でき、アンテナサイドローブ２１が大きくても不
要なクラツタを除去すれば対向接近目標のみを検
出できる。これに対し同一方向に進行しつつ接近
してくる目標２２３からの受信信号２８は第２図
ｂに示すように、メインビームクラツタ２５の周
波数と送信周波数f0の間の周波数f0＋fd2となるの
で、送信PRF毎に折り重なつて大きなレベルと
なつたサイドローブクラツタ２６に埋もれてしま
う。従つて、目標２２３に対してはサイドローブ
クラツタ２６のPRF毎の重なり合いを極力少な
くするために、PRFの値を低くするとともにメ
インビームクラツタ２５が周波数軸上で重なり合
わない程度にPRFの値を高くした中PRF方式が
用いられる。第２図ｃは中PRFモードでの受信
信号の周波数スペクトルを示す図であるが、追跡
接近目標信号２８はサイドローブクラツタ２６と
ほぼ同程度の大きさになる。ただし、サイドロー
ブクラツタ２６の電力レベルは送信および受信の
アンテナサイドローブの大きさに比例し、高度の
２乗に反比例して大きくなるので、アンテナサイ
ドローブが大きい場合およびレーダ装置の地上か
らの高度が低い場合には、追跡接近目標信号２８
はサイドローブクラツタに埋もれてしまい検出で
きなくなる。従つて、目標信号をサイドローブク
ラツタ中から検出するためには、アンテナサイド
ローブをさらに減少させる必要がある。
このように、パルスドツプラレーダの高PRF
モードでは、アンテナサイドローブが高くてもク
ラツタのみを除去できるのでアンテナ利得を高く
することが目標探知能力向上のために要求され、
中PRFモードでは、アンテナ利得が低下しても
アンテナサイドローブを低くすることが要求され
る。ところが、従来のフエーズドアレイアンテナ
や機械的駆動アンテナでは、一旦開口分布を設定
してしまうと物理的な改修を施こさないとアンテ
ナパターンを変化できないため、アンテナ利得を
低下させてアンテナサイドローブの低下を計つて
いた。しかし、アンテナ利得も低下するために、
目標探知能力が低下する欠点があつた。
モードでは、アンテナサイドローブが高くてもク
ラツタのみを除去できるのでアンテナ利得を高く
することが目標探知能力向上のために要求され、
中PRFモードでは、アンテナ利得が低下しても
アンテナサイドローブを低くすることが要求され
る。ところが、従来のフエーズドアレイアンテナ
や機械的駆動アンテナでは、一旦開口分布を設定
してしまうと物理的な改修を施こさないとアンテ
ナパターンを変化できないため、アンテナ利得を
低下させてアンテナサイドローブの低下を計つて
いた。しかし、アンテナ利得も低下するために、
目標探知能力が低下する欠点があつた。
この発明は、クラツタが飛しよう体に搭載され
たレーダ装置の下方のみに存在することに着目
し、アンテナメインビーム下方のみのサイドロー
ブを低下させようとするものである。
たレーダ装置の下方のみに存在することに着目
し、アンテナメインビーム下方のみのサイドロー
ブを低下させようとするものである。
以下この発明の一実施例を図面により詳述す
る。
る。
第３図は、この発明の一実施例を示す図であ
り、この発明の特徴とするところは第１図に示す
従来のレーダ装置のビーム走査制御器９に位相補
正量記憶回路１２、加算器１３および切換器１４
を設置し、電波高度計１５からの高度信号を用い
るだけの簡単な構成によつて、アンテナメインビ
ーム下方のサイドローブをパルスドツプラレーダ
のモードに応じて切り換えてサイドローブクラツ
タを低下させ、目標探知能力を向上させることが
できるようにしたところにある。位相補正量記憶
回路１２には、情報処理器８が高度信号Ｈに応じ
て計算したアンテナ開口面上の３次系位相データ
ｄが、多数のアンテナ素子に対して記憶されてい
る。情報処理器８からのビーム走査角度指令信号
ａに基づいて、移相量演算制御回路１０は各アン
テナ素子に対してビーム指向に必要な移相量を計
算する。制御器１で中PRFモードが選沢される
と、情報処理器８の切換信号ｃによつて切換器１
４は加算器１３と位相補正量記憶回路１２を接続
し、ビーム指向のための移相量と３次系位相補正
量が各アンテナ素子毎に加算器１３で加算され
て、駆動回路１１を通してフエーズドアレイアン
テナ４のアンテナ素子内移相器を駆動する。
り、この発明の特徴とするところは第１図に示す
従来のレーダ装置のビーム走査制御器９に位相補
正量記憶回路１２、加算器１３および切換器１４
を設置し、電波高度計１５からの高度信号を用い
るだけの簡単な構成によつて、アンテナメインビ
ーム下方のサイドローブをパルスドツプラレーダ
のモードに応じて切り換えてサイドローブクラツ
タを低下させ、目標探知能力を向上させることが
できるようにしたところにある。位相補正量記憶
回路１２には、情報処理器８が高度信号Ｈに応じ
て計算したアンテナ開口面上の３次系位相データ
ｄが、多数のアンテナ素子に対して記憶されてい
る。情報処理器８からのビーム走査角度指令信号
ａに基づいて、移相量演算制御回路１０は各アン
テナ素子に対してビーム指向に必要な移相量を計
算する。制御器１で中PRFモードが選沢される
と、情報処理器８の切換信号ｃによつて切換器１
４は加算器１３と位相補正量記憶回路１２を接続
し、ビーム指向のための移相量と３次系位相補正
量が各アンテナ素子毎に加算器１３で加算され
て、駆動回路１１を通してフエーズドアレイアン
テナ４のアンテナ素子内移相器を駆動する。
また、制御器１で高PRFモードが選択される
と、情報処理器８は切換器１４を制御して加算器
１３の位相補正量記憶回路１２側の端子を接地す
るので加算器入力はゼロとなり、移相量演算制御
回路１０の出力はそのまま加算器１３を通過して
駆動回路１１よりアンテナ素子の移相器に供給さ
れる。
と、情報処理器８は切換器１４を制御して加算器
１３の位相補正量記憶回路１２側の端子を接地す
るので加算器入力はゼロとなり、移相量演算制御
回路１０の出力はそのまま加算器１３を通過して
駆動回路１１よりアンテナ素子の移相器に供給さ
れる。
第４図はこの発明で使用した３次系位相補正に
よるサイドローブ低減化を示す図であり、第４図
ａは開口面振幅分布、第４図ｂは３次系位相分布
を示す図であり、又第４図ｃは３次系位相補正を
実施しない場合のアンテナパターンと、実施した
ときのアンテナパターンを示す図であり、この図
は1961年にMc Graw−Hill社より刊行された
AntennaEngineering Handbook2.11章に示され
ている。この図から明らかなように約−23dBの
サイドローブレベルが３次系位相補正によりメイ
ンビームの一方のみ約−36dBに低下する。クラ
ツタは下方のみに存在するので、低サイドローブ
領域をメインビームの下方になるようにすれば良
い。すなわちアンテナの中心を通る水平線（ｘ
軸）より上方の位相が遅れ、下方の位相が進むよ
うに３次系の位相分布を与えれば良いことにな
る。このように高PRFモードでアンテナサイド
ローブが高くても、中PRFモードではアンテナ
開口面に３次系の位相分布を与えることによつて
容易に低サイドローブ化が計れるために、各モー
ドで最適なアンテナの特性を得ることができる。
一方、従来のレーダ装置で約−36dB程度の低サ
イドローブ性能を得ようとすると、開口面の振幅
分布を余弦関数の２乗以上の分布にする必要があ
り、この場合にはアンテナの開口能率が、約−
23dBのサイドローブ性能を得る余弦関数の１乗
の開口面振幅分布に比して約82％（−0.85dB）
に低下するので、レーダの距離性能は、本発明に
よるレーダ装置の約90％に低下してしまう。
よるサイドローブ低減化を示す図であり、第４図
ａは開口面振幅分布、第４図ｂは３次系位相分布
を示す図であり、又第４図ｃは３次系位相補正を
実施しない場合のアンテナパターンと、実施した
ときのアンテナパターンを示す図であり、この図
は1961年にMc Graw−Hill社より刊行された
AntennaEngineering Handbook2.11章に示され
ている。この図から明らかなように約−23dBの
サイドローブレベルが３次系位相補正によりメイ
ンビームの一方のみ約−36dBに低下する。クラ
ツタは下方のみに存在するので、低サイドローブ
領域をメインビームの下方になるようにすれば良
い。すなわちアンテナの中心を通る水平線（ｘ
軸）より上方の位相が遅れ、下方の位相が進むよ
うに３次系の位相分布を与えれば良いことにな
る。このように高PRFモードでアンテナサイド
ローブが高くても、中PRFモードではアンテナ
開口面に３次系の位相分布を与えることによつて
容易に低サイドローブ化が計れるために、各モー
ドで最適なアンテナの特性を得ることができる。
一方、従来のレーダ装置で約−36dB程度の低サ
イドローブ性能を得ようとすると、開口面の振幅
分布を余弦関数の２乗以上の分布にする必要があ
り、この場合にはアンテナの開口能率が、約−
23dBのサイドローブ性能を得る余弦関数の１乗
の開口面振幅分布に比して約82％（−0.85dB）
に低下するので、レーダの距離性能は、本発明に
よるレーダ装置の約90％に低下してしまう。
第５図は、この発明による効果を示す図であ
り、第５図ａは中PRFパルスドツプラモードで
の動作を示しており、アンテナメインビーム２０
の下方のアンテナサイドローブ２１のみが低下し
ており、大地２４からのクラツタ反射電力が減少
する。第５図ｂは受信スペクトルを示しており、
サイドローブクラツタ２６が低下し追跡接近目標
信号２８が、低い高度でも充分サイドローブクラ
ツタ２６よりも大きくなり目標の検出能力が大幅
に向上している。
り、第５図ａは中PRFパルスドツプラモードで
の動作を示しており、アンテナメインビーム２０
の下方のアンテナサイドローブ２１のみが低下し
ており、大地２４からのクラツタ反射電力が減少
する。第５図ｂは受信スペクトルを示しており、
サイドローブクラツタ２６が低下し追跡接近目標
信号２８が、低い高度でも充分サイドローブクラ
ツタ２６よりも大きくなり目標の検出能力が大幅
に向上している。
次に、アンテナ開口面に与える３次系位相デー
タｄの算出法について述べる。
タｄの算出法について述べる。
３次系位相データすなわち第４図ｂに示すアン
テナ開口端部の最大位相量βの値は、飛しよう体
に搭載されたレーダ装置の高度Ｈによつて主に決
定される。サイドローブクラツタの単位受信帯域
当りの平均受信電力PSLは PSL＝ＫγGSL 2／VRH2 ……(1) Ｋ：レーダ諸元によつて求まる定数 γ：大地又は海面からのクラツタ反射係数 GSL：アンテナサイドローブ平均利得 VR：飛しよう体水平飛速度 Ｈ：飛しよう体（レーダ装置）高度 となり、高度Ｈによつて最も大きく変化すること
が明らかとなる。ここで飛しよう体の水平飛行速
度VRは通常の運用時には大幅に変化しないこと
およびクラツタ反射係数γは大地か海面かといつ
た種類によつて大幅に変化するものであるので海
面上での作動を仮定すれば大幅には変化しないこ
とから、サイドローブクラツタの平均受信電力
PSLは PSL＝K′（GSL／Ｈ）2 ……(2) K′＝Ｋγ／VR となる。この式から明らかなようにアンテナサイ
ドローブ平均利得を高度Ｈに比例して変化させれ
ば、高度Ｈに依らず常に一定のサイドローブクラ
ツタ受信電力となる。３次系位相分布をアンテナ
開口面に与えないときのサイドローブクラツタの
受信電力がレーダ受信機で発生する熱雑音電力よ
りも小さくなるときの高度を基準高度H0とする
と、高度Ｈが基準高度H0よりも高いときには、
アンテナサイドローブを低くする必要はなく、低
くなるときだけ３次系位相分布を与えれば良いこ
とになる。また開口面端部の最大位相量βとアン
テナメインビーム下方のサイドローブ平均利得
は、正確には下方に存在するすべてのサイドロー
ブの電力平均値を求めた結果で決定されるべきも
のであるが β＝0.527π｛１−exp（１−H0／Ｈ）｝ ……(3) の近似式で表わされる。
テナ開口端部の最大位相量βの値は、飛しよう体
に搭載されたレーダ装置の高度Ｈによつて主に決
定される。サイドローブクラツタの単位受信帯域
当りの平均受信電力PSLは PSL＝ＫγGSL 2／VRH2 ……(1) Ｋ：レーダ諸元によつて求まる定数 γ：大地又は海面からのクラツタ反射係数 GSL：アンテナサイドローブ平均利得 VR：飛しよう体水平飛速度 Ｈ：飛しよう体（レーダ装置）高度 となり、高度Ｈによつて最も大きく変化すること
が明らかとなる。ここで飛しよう体の水平飛行速
度VRは通常の運用時には大幅に変化しないこと
およびクラツタ反射係数γは大地か海面かといつ
た種類によつて大幅に変化するものであるので海
面上での作動を仮定すれば大幅には変化しないこ
とから、サイドローブクラツタの平均受信電力
PSLは PSL＝K′（GSL／Ｈ）2 ……(2) K′＝Ｋγ／VR となる。この式から明らかなようにアンテナサイ
ドローブ平均利得を高度Ｈに比例して変化させれ
ば、高度Ｈに依らず常に一定のサイドローブクラ
ツタ受信電力となる。３次系位相分布をアンテナ
開口面に与えないときのサイドローブクラツタの
受信電力がレーダ受信機で発生する熱雑音電力よ
りも小さくなるときの高度を基準高度H0とする
と、高度Ｈが基準高度H0よりも高いときには、
アンテナサイドローブを低くする必要はなく、低
くなるときだけ３次系位相分布を与えれば良いこ
とになる。また開口面端部の最大位相量βとアン
テナメインビーム下方のサイドローブ平均利得
は、正確には下方に存在するすべてのサイドロー
ブの電力平均値を求めた結果で決定されるべきも
のであるが β＝0.527π｛１−exp（１−H0／Ｈ）｝ ……(3) の近似式で表わされる。
従つて各アンテナ素子に与える位相補正量φiは
第４図ｂに示すように、ｘ軸を水平方向、ｙ軸を
上下方向（垂直方向）、ｚ軸をアンテナ正面方向
とした直交座標において φi＝−βyi 3 ……(4) yi：ｉ番目のアンテナ素子のｙ軸方向距離でアン
テナ中心でゼロ、アンテナ開口端部で１であ
る。
第４図ｂに示すように、ｘ軸を水平方向、ｙ軸を
上下方向（垂直方向）、ｚ軸をアンテナ正面方向
とした直交座標において φi＝−βyi 3 ……(4) yi：ｉ番目のアンテナ素子のｙ軸方向距離でアン
テナ中心でゼロ、アンテナ開口端部で１であ
る。
このように情報処理器８は高度信号Ｈを基準高
度H0と比較し、小さい場合には最大位相量をβ
を計算して、各アンテナ素子に与えるべき位相補
正量φiを計算するすることができる。従つて、第
３図に示すように電波高度計１５からの高度信号
Ｈにより情報処理器８が、第５図ｂのサイドロー
ブクラツタ２６を常に受信機熱雑音電力レベル以
下にする最大位相量βの値を計算し、さらに各ア
ンテナ素子に与えるべき３次系位相補正量φiを位
相補正量記憶回路１２に転送して記憶させて、ア
ンテナ開口面に３次系位相分布を実現すれば、ビ
ーム走査を行ないつつ、しかも、高度が低下して
もサイドローブクツタを減少させることができ、
サイドローブクラツタと周波数軸上で競合する目
標の検出能力を大幅に向上させることができる。
度H0と比較し、小さい場合には最大位相量をβ
を計算して、各アンテナ素子に与えるべき位相補
正量φiを計算するすることができる。従つて、第
３図に示すように電波高度計１５からの高度信号
Ｈにより情報処理器８が、第５図ｂのサイドロー
ブクラツタ２６を常に受信機熱雑音電力レベル以
下にする最大位相量βの値を計算し、さらに各ア
ンテナ素子に与えるべき３次系位相補正量φiを位
相補正量記憶回路１２に転送して記憶させて、ア
ンテナ開口面に３次系位相分布を実現すれば、ビ
ーム走査を行ないつつ、しかも、高度が低下して
もサイドローブクツタを減少させることができ、
サイドローブクラツタと周波数軸上で競合する目
標の検出能力を大幅に向上させることができる。
以上述べたごとく、この発明によれば、電子的
にビーム走査を行なうレーダ装置において、ビー
ム走査制御器に位相補正量記憶回路、加算器およ
び切換器を設置し、電波高度計からの高度信号を
用いるだけの簡単な構成で、アンテナ開口面上に
３次系位相分布を与え、レーダモードに応じてレ
ーダ距離性能を劣化させずに低サイドローブ化を
計り、強勢なクラツタ環境下での目標探知能力を
大幅に向上させることができる。
にビーム走査を行なうレーダ装置において、ビー
ム走査制御器に位相補正量記憶回路、加算器およ
び切換器を設置し、電波高度計からの高度信号を
用いるだけの簡単な構成で、アンテナ開口面上に
３次系位相分布を与え、レーダモードに応じてレ
ーダ距離性能を劣化させずに低サイドローブ化を
計り、強勢なクラツタ環境下での目標探知能力を
大幅に向上させることができる。
第１図は従来のレーダ装置の構成を示す図、第
２図は従来のレーダの動作を示す図、第３図はこ
の発明に基づく一実施例を示す図、第４図はこの
発明によるサイドローブ低減化を示す図、第５図
はこの発明に基づくレーダの動作と効果を示す図
であり、１は制御器、２は送信機、３は送受切換
器、４はフエーズドアレイアンテナ、５は受信
機、６は信号処理器、７は指示器、８は情報処理
器、９はビーム走査制御器、１０は移相量演算制
御器、１１は駆動回路、１２は位相補正量記憶回
路、１３は加算器、１４は切換器、１５は電波高
度計、２０はアンテナメインビーム、２１はアン
テナサイドローブ、２２は目標１、２３は目標
２、２４は大地、２５はメインビームクラツタ、
２６はサイドローブクラツタ、２７は対向接近目
標信号、２８は追跡接近目標信号である。なお、
図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。
２図は従来のレーダの動作を示す図、第３図はこ
の発明に基づく一実施例を示す図、第４図はこの
発明によるサイドローブ低減化を示す図、第５図
はこの発明に基づくレーダの動作と効果を示す図
であり、１は制御器、２は送信機、３は送受切換
器、４はフエーズドアレイアンテナ、５は受信
機、６は信号処理器、７は指示器、８は情報処理
器、９はビーム走査制御器、１０は移相量演算制
御器、１１は駆動回路、１２は位相補正量記憶回
路、１３は加算器、１４は切換器、１５は電波高
度計、２０はアンテナメインビーム、２１はアン
テナサイドローブ、２２は目標１、２３は目標
２、２４は大地、２５はメインビームクラツタ、
２６はサイドローブクラツタ、２７は対向接近目
標信号、２８は追跡接近目標信号である。なお、
図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示してある。
Claims (1)
- １ 飛しよう体に搭載され、電子的にビーム走査
を行なうパルスドツプラ方式のレーダ装置におい
て、フエーズドアレイアンテナを構成する多数の
アンテナ素子の移相器の移相量を演算する移相量
演算制御回路と、アンテナ開口面上の３次系位相
データを記憶する位相補正量記憶回路と、上記移
相量演算制御回路の出力と上記位相補正量記憶回
路の出力を加算する加算器と、上記加算器と上記
位相補正量記憶回路とを接続し、上記位相補正量
記憶回路の出力を上記加算器に与える切換器とを
備え、上記多数のアンテナ素子の移相器を制御す
るビーム走査制御器と、地面又は海面に対する飛
しよう体の飛しよう高度を測定する電波高度計か
らのレーダ高度信号に応じてアンテナ開口面に与
える３次系位相データを計算し、それを上記位相
補正量記憶回路に記憶させる機能と、ビーム走査
角度指令信号を上記移相量演算制御回路に発生す
る機能および目標信号とサイドローブクラツタが
周波数軸上で競合するレーダ送信モードのときに
切換信号を上記切換器に発生して位相補正量記憶
回路と加算器を接続させる機能とを有する情報処
理器とを設け、上記移相量演算制御回路からのビ
ーム走査のための位相データと上記位相補正量記
憶回路からの３次系位相データとを加算器により
加算して、アンテナ開口面上に３次系位相分布を
与えることによつて、サイドローブクラツタと周
波数軸上で競合する目標信号を検出することを特
徴とするレーダ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57216216A JPS59105576A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | レ−ダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57216216A JPS59105576A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | レ−ダ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59105576A JPS59105576A (ja) | 1984-06-18 |
| JPH024869B2 true JPH024869B2 (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16685089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57216216A Granted JPS59105576A (ja) | 1982-12-09 | 1982-12-09 | レ−ダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59105576A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3707235B2 (ja) * | 1998-03-23 | 2005-10-19 | 三菱電機株式会社 | パルスドップラーレーダ装置 |
| JP2009002671A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | レーダ装置 |
| JP5601850B2 (ja) * | 2010-02-10 | 2014-10-08 | 三菱電機株式会社 | レーダ装置 |
-
1982
- 1982-12-09 JP JP57216216A patent/JPS59105576A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59105576A (ja) | 1984-06-18 |
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