JPH04332892A - 二次監視レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、モードＡ／Ｃ及びモ
ードＳの運用機能を具備し、航空機の監視及び空対地間
データリンク通信に供される二次監視レーダ（Ｓｅｃｏ
ｎｄａｒｙ　Ｓｕｒｃｅｉｌｌａｎｃｅ　Ｒａｄａｒ：
ＳＳＲ）装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、ＳＳＲモードＳは、航空
機アドレスを選択指定して行う個別質問応答の機能を生
かし、監視性能を向上させると共に、空対地間のデータ
リンク通信機能を具備するようにした、次世代のＳＳＲ
運用モードである。特に、従来の監視専用モード（Ａ／
Ｃ）に加えてモードＳによる運用機能を具備するＳＳＲ
装置をモードＳセンサという。

【０００３】モードＳセンサの代表的な実現方式は、図
４（ａ）に示すように、従来のモードＡ／Ｃ専用ＳＳＲ
と同じく、機械的に定速回転するアンテナ系１１を用い
て水平面内でアンテナビーム１２を形成する。そして、
このアンテナビーム１２が航空機目標１３を照射してい
る時間（ビームドウェル時間という）を分割して、同図
（ｂ）に示すように、モードＡ／Ｃ及びモードＳの一括
質問応答とモードＳの個別質問応答にそれぞれ充てるも
のである。

【０００４】上記の機械回転方式は、アンテナビーム１
２が定速で全周をくまなく走査するため、監視性能に優
れている。しかしながら、定速回転であるがゆえ、アン
テナビーム１２の照射範囲内に航空機目標１３が入るま
で時間がかかり、通信可能となるまでデータを格納して
おく必要がある。このため、データ通信容量の限界と、
通信の要求を生じてから通信が完了するまでの遅延時間
特性の限界が大きな問題となる。

【０００５】上記の欠点を補うものとして、図５（ａ）
に示すように、アンテナアレイを円筒状に配列して電子
走査アンテナ系１４を形成し、このアンテナ系１４を電
子的に走査することによって、任意の方位に任意の時点
で水平面内にビーム１５を指向させ、航空機目標１６と
の一括及び個別質問応答を行うモードＳセンサが案出さ
れている。その詳細は、レーダ空中線の電子走査化の研
究報告書（航空振興財団，昭６１−０３）に記載されて
いる。

【０００６】この電子走査方式は、データ通信容量及び
遅延時間特性の大幅な向上を可能にする。しかしながら
、アンテナアレイの配列形状から、図５（ｂ）に示すよ
うに、不可避的に水平ビーム幅の仰角に変化を生ずる。 このことから、仰角によっては不要応答の増加を招き、
またモードＳの必須要件であるモノパルス測角特性の劣
化をもたらす懸念がある。これを避けるためには、円筒
アレイの直径を、例えば１０数メートル程度以上に大き
くし、かつ多数のアレイを用いてアレイ間隔を短縮する
等の手段が必要となると考えられる。しかし、これでは
物理的及び経済的に実現不可能に近く、大きな制約とな
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように従来
の二次監視レーダ装置では、モードＳの実現に際し、機
械回転方式によれば、アンテナビームを定速回転させて
いるため、データ通信容量の限界と、通信遅延時間特性
の限界が大きな問題となり、電子走査方式によれば、ア
ンテナアレイの配列形状が円筒状のため、不可避的に水
平ビーム幅の仰角に変化を生じ、不要応答の増加を招き
、またモノパルス測角特性の劣化をもたらす懸念がある
。

【０００８】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたもので、高精度な監視機能を保ちつつ、高速かつ
大容量の空対地データリンク通信機能を実現し得るモー
ドＳ用の二次監視レーダ装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る二次監視レーダ装置は、機械的に定速
回転する第１のアンテナ系と、水平面内でビームを電子
的に走査する第２のアンテナ系とを具備し、少なくとも
第１のアンテナ系は監視データ処理を行う機能を有し、
第２のアンテナ系はモードＳの個別質問応答を行う機能
を有することを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記構成による二次監視レーダ装置は、機械的
に定速回転する第１のアンテナ系で監視データ処理を行
うため、同じ処理を電子走査式で行う場合に生じるモノ
パルス測角精度の劣化及びその仰角依存性、並びに仰角
によって不要応答の混入の確率の増大等を防ぐことがで
き、また、電子走査による第２のアンテナ系側は一括質
問応答に時間を割り当てる必要がないので、データリン
ク通信容量及び通信遅延時間の面で優れたものとなり、
高速かつ大容量の空対地データリンク通信機能を実現す
ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照してこの発明の一
実施例を説明する。

【００１２】図１はその構成を示すもので、１ａは機械
回転式アンテナ、１ｂはアンテナアレイを円筒状に配列
した電子走査式アンテナである。各アンテナ１ａ，１ｂ
はそれぞれ系統別に送受信機１ｃ，１ｄに接続される。 各送受信機１ｃ，１ｄはそれぞれ目標検出処理部１ｅ，
１ｆに接続される。機械走査系の目標検出処理部１ｅは
監視データ処理部１ｇに接続され、この監視データ処理
部１ｇは監視データファイルに接続される。電子走査系
の目標検出処理部１ｆは質問応答制御及びデータリンク
通信処理を行う通信制御部１ｉに接続される。この通信
制御部１ｉは監視データファイル１ｈの格納データを参
照する。

【００１３】すなわち、上記構成の二次監視レーダ装置
は、機械回転式アンテナ１ａ、送受信機１ｃ、目標検出
処理部１ｅ及び監視データ処理部１ｇで機械走査式モー
ドＳセンサを構成する。監視データ処理部１ｇは覆域内
のモードＡ／Ｃ及びモードＳで航空機目標を追尾し、監
視データファイル１ｈを更新・維持する。尚、送受信機
１ｃ、目標検出処理部１ｅまたは監視データ処理部１ｇ
は、機械走査系の質問制御機能を含むものとする。

【００１４】一方、電子走査式アンテナ系１ｂ、送受信
機１ｄ、目標検出処理部１ｆ及び通信制御部１ｉは電子
走査式モードＳセンサを構成する。通信制御部１ｉは監
視データファイル１ｈの内容に基づいてモードＳ質問応
答のスケジューリング及び電子走査アンテナ系１ｂのビ
ーム指向制御を行う。

【００１５】尚、この通信制御部１ｉには、上記の機能
の他、システム管理、ネットワーク管理等、モードＳセ
ンサに必要とされる機能が搭載されているものとする。 また、送受信機１ｄ、目標検出処理部１ｆまたは通信制
御部１ｉは、機械回転式アンテナ１ａのビーム指向方位
を検出して、電子走査式アンテナ１ｂを同じ方位へ同時
に指向させないように制御する機能を含むものとする。

【００１６】機械走査系、電子走査系の各アンテナ１ａ
，１ｂは、図２（ａ）に示すように、重畳形式で設置す
ることができる。また、同図（ｂ）に示すように、一次
レーダ用アンテナ２と共に重畳して設置することもでき
る。既に配置された機械走査系に電子走査系を付加する
場合には、図３に示すように、それぞれ分離した状態で
設置するようにしてもよいことは勿論である。上記構成
において、以下、その動作について説明する。

【００１７】まず、機械走査系では、従来と同様に、機
械回転式アンテナ１ａを定速で回転させ、航空機目標を
検出して、その検出結果を監視データとしてファイルす
る。さらに、ビームドウェル時間を分割して、モードＡ
／Ｃ及びモードＳの一括質問応答とモードＳの個別質問
応答にそれぞれ充てる。

【００１８】ここで、機械走査系では、前述したように
、定速で回転しているため、アンテナビームの照射範囲
内に航空機目標が入るまで時間がかかる。そこでこの発
明では電子走査系を付加し、監視データファイル１ｈを
参照しつつ電子走査式アンテナ１ｂを電子的に走査する
ことによって、任意の時点で通信しようする航空機目標
の方位にビームを指向させ、個別質問応答を行うように
している。

【００１９】したがって、上記構成による二次監視レー
ダ装置は、通常は従来通り機械走査系でモードＡ／Ｃ及
びモードＳの一括質問応答とモードＳの個別質問応答を
行い、監視データ処理に当たるため、同じ処理を電子走
査式で行う場合に生じるモノパルス測角精度の劣化及び
その仰角依存性、並びに仰角によって不要応答の混入の
確率が増す等の目標の発生を防ぐことができる。

【００２０】また、電子走査系側は一括質問応答に時間
を割り当てる必要がないので、データリンク通信容量及
び通信遅延時間の面で一層その特徴を発揮することがで
きる。特に、電子走査系が行うのは個別質問応答に限ら
れるので、ある程度ビーム幅の仰角依存性が許容され、
サイドローブ特性に対する要求も緩和される。さらに、
機械走査系によって高精度な監視データが得られている
ので、この監視データを基づくことにより正確な電子走
査及びビーム指向制御を実現することができる。この結
果、電子走査式アンテナ１ｂの設計の自由度は大幅に改
善され、小型化及び経済性の向上を図ることも可能にな
る。尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
い。

【００２１】例えば、上記実施例では、機械走査系、電
子走査系でそれぞれ別個に送受信機１ｃ，１ｄ、目標検
出処理部１ｅ，１ｆを備えるようにしたが、それぞれ物
理的にまたは実質的に一体化して構成することも可能で
ある。監視データ処理部１ｇと通信制御部１ｉは互いに
共通する部分が多いため、これも一体化して構成するこ
とが可能である。監視データ処理部１ｇは監視処理機能
以外のモードＳセンサに必要な機能、例えばデータリン
ク通信処理機能等を含むように構成してもよい。

【００２２】電子走査系側でもモードＳの一括質問応答
が可能なので、機械走査系の構成及び処理機能をモード
Ａ／Ｃの一括質問応答に限定してもよい。但し、この場
合には、電子走査系側でモードＳの一括質問応答を行う
のに必要なモードＳ搭載機（航空機目標）の情報（現行
では２４ビットアドレス）を予め取得しておく必要があ
る。

【００２３】また、図１の実施例と同構成の機械走査系
において、その処理機能をモードＡ／Ｃ及びモードＳの
一括質問応答に限定し、個別質問応答は全て電子走査系
にまかせるようにしてもよい。この場合、機械走査系側
でモードＳ搭載機の情報をモードＳ一括質問応答によっ
て取得することができる。但し、いったん捕捉したモー
ドＳ搭載機を一括質問に対してロックアウトせず、継続
してモードＳ一括質問に応答させるようにする必要があ
る。その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形しても、同様に実施可能であることはいうまでもない
。

【００２４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、高精度
な監視機能を保ちつつ、高速かつ大容量の空対地データ
リンク通信機能を実現し得るモードＳ用の二次監視レー
ダ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る二次監視レーダ装置の一実施例
を示すブロック構成図。

【図２】同実施例のアンテナ設置構成を示す概念図。

【図３】同実施例の他のアンテナ設置構成を示す概念図
。

【図４】従来の機械回転式アンテナを用いたモードＳセ
ンサの構成を示す概念図。

【図５】従来の電子走査式アンテナを用いたモードＳセ
ンサの構成を示す概念図。

【符号の説明】

１ａ…機械回転式アンテナ、１ｂ…電子走査式アンテナ
、１ｃ，１ｄ…送受信機、１ｅ，１ｆ…目標検出処理部
、１ｇ…監視データ処理部、１ｈ…監視データファイル
、１ｉ…通信制御部、２…一次レーダアンテナ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　機械的に定速回転する第１のアンテナ
   系と、水平面内でビームを電子的に走査する第２のアン
   テナ系とを具備し、少なくとも第１のアンテナ系は監視
   データ処理を行う機能を有し、第２のアンテナ系はモー
   ドＳの個別質問応答を行う機能を有することを特徴とす
   る二次監視レーダ装置。
2. 【請求項２】　　前記第１のアンテナ系はモードＡ／Ｃ
   の一括質問応答の機能のみを有することを特徴とする請
   求項１記載の二次監視レーダ装置。
3. 【請求項３】　　前記第１のアンテナ系はモードＡ／Ｃ
   及びモードＳのそれぞれについての一括質問応答機能の
   みを有することを特徴とする請求項１記載の二次監視レ
   ーダ装置。
4. 【請求項４】　　前記第１のアンテナ系はモードＡ／Ｃ
   及びモードＳのそれぞれについての一括質問応答機能及
   びモードＳの個別質問応答機能を有することを特徴とす
   る請求項１記載の二次監視レーダ装置。
5. 【請求項５】　　前記第１、第２のアンテナ系は重畳形
   式で設置されることを特徴とする請求項１記載の二次監
   視レーダ装置。