JPH06230109A - レーダ空中線システム - Google Patents

レーダ空中線システム

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JPH06230109A
JPH06230109A JP3946693A JP3946693A JPH06230109A JP H06230109 A JPH06230109 A JP H06230109A JP 3946693 A JP3946693 A JP 3946693A JP 3946693 A JP3946693 A JP 3946693A JP H06230109 A JPH06230109 A JP H06230109A
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JP
Japan
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polarization
radar
antenna
scanning
input
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JP3946693A
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Rei Ito
礼 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏波のダイバシチ効果を利用してレーダの探
知性能を向上させる。 【構成】 レーダ信号を入出力する空中線入力端1、ビ
ーム制御回路3の連動した制御により動作するビーム走
査回路2と偏波切替回路5、レーダ電波の放射、受信を
行なう空中線開口面4から構成され、レーダ電波は、送
受信において、ビーム走査方向に隣接する2ビームの偏
波特性が異なるよう制御される。偏波のダイバシチ効果
により、隣接2ビーム間の相関が低減し、各ビーム間の
探知確率が累積され、探知性能が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、偏波特性の違いによ
るダイバシチ効果を利用したレーダ空中線システムに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は、ある特定の方向にレーダビーム
を走査する機能を有する従来のレーダ空中線システムの
構成を示すブロック図である。図4において、1はレー
ダ送受信信号を入出力する空中線入出力端、2はレーダ
ビームの走査を行なうビーム走査回路、3はレーダビー
ムの走査方向を制御するビーム制御回路、4はレーダ電
波を放射したり受信したりする空中線開口面である。
【0003】従来のレーダ空中線システムは、上記のよ
うに構成され、例えば空中線入出力端1から入力された
レーダ送信信号は、ビーム制御回路3によりビーム走査
方向の制御を受けたビーム走査回路2により、ビーム走
査の処理を受け、空中線開口面4から電波として空間へ
放射される。電波の放射方向に目標物があった場合に
は、電波は反射され、後方散乱(レーダ散乱)成分が、
空中線開口面4で受信される。受信された電波は、送信
時と逆順序でビーム走査回路2を経て、レーダ受信信号
として空中線入出力端1より出力される。ビーム走査方
向に隣接するレーダビームを走査する場合は、ビーム制
御回路3により、ビーム走査回路2を制御する。この状
況を模式的に図2に示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ空中線シ
ステムは以上のように構成されているので、隣接するレ
ーダビーム間に、偏波特性の変化がなく、レーダビーム
間での目標の反射特性の相関が高いため、目標物のゆら
ぎ等の原因であるレーダビームで目標物が検出されない
場合、隣接するレーダビームにおいても検出できない確
率が高い。従って、隣接する2つのレーダビームの指向
性パターンが交わる点(図2中A点)方向の探知性能が
劣化するという問題点があった。
【0005】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、隣接する複数のレーダビーム
間の相関を下げ、指向パターンの交点方向付近の探知性
能の劣化を低減することのできるレーダ空中線システム
を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るレ
ーダ空中線システムは、ビーム走査回路2から出力され
た各走査ビームを各走査ビーム毎に偏波特性を切り替
え、異なる偏波特性を有する各走査ビームとして空中線
開口面4に与える偏波切替回路5を備えたものである。
【0007】請求項2の発明に係るレーダ空中線システ
ムは、空中線入出力端1から入力された各レーダ送信信
号を走査ビーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特
性を有する各レーダ送信信号としてビーム走査回路2に
与える偏波切替回路5を備えたものである。
【0008】請求項3の発明に係るレーダ空中線システ
ムは、偏波切替回路5で切り替える偏波特性を直線偏波
の偏波面の角度に関するものとしたものである。
【0009】請求項4の発明に係るレーダ空中線システ
ムは、偏波切替回路5で切り替える偏波特性を円偏波の
回転方向に関するものとしたものである。
【0010】請求項5の発明に係るレーダ空中線システ
ムは、偏波切替回路5で切り替える偏波特性を直線偏波
と円偏波及び偏波面角度と偏波面回転方向の複合の組み
合せに関するものとしたものである。
【0011】
【作用】請求項1の発明において、偏波切替回路5はビ
ーム走査回路2から出力された各走査ビームを各走査ビ
ーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性を有する
各走査ビームとして空中線開口面4に与える。これによ
り空中線開口面4からは例えば偏波特性がそれぞれ異な
る隣接する2つのレーダビームが放射可能となる。
【0012】請求項2の発明において、偏波切替回路5
は空中線入出力端1から入力された各レーダ送信信号を
各走査ビーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性
を有する各レーダ送信信号としてビーム走査回路2に与
える。これによりビーム走査回路2は偏波特性が異なる
各走査ビームを空中線開口面4に与え、空中線開口面4
からは例えば偏波特性がそれぞれ異なる隣接する2つの
レーダビームが放射可能となる。
【0013】請求項3の発明において、偏波特性は直線
偏波の偏波面の角度に関するものとしたので、空中線開
口面4からは例えば偏波面の角度がそれぞれ異なる隣接
する2つのレーダビームが放射可能となる。
【0014】請求項4の発明において、偏波特性は円偏
波の回転方向に関するものとしたので、空中線開口面4
からは例えば円偏波の回転方向がそれぞれ異なる隣接す
る2つのレーダビームが放射可能となる。
【0015】請求項5の発明において、偏波特性は直線
偏波と円偏波及び偏波面角度と偏波面回転方向の複合の
組み合せに関するものとしたので、空中線開口面4から
は例えば上記組み合せが異なる隣接する2つのレーダビ
ームが放射可能となる。
【0016】
【実施例】
実施例1(請求項1対応). 図1はこの発明の実施例1に係るレーダ空中線システム
の構成を示すブロック図である。図1において、1はレ
ーダ送受信信号を入出力する空中線入出力端、4はレー
ダ電波を送受信する空中線開口面、2は空中線入出力端
1より入力されたレーダ送信信号を処理して走査ビーム
とし空中線開口面4に与えたり空中線開口面4で受信し
たレーダ電波を処理してレーダ受信信号として空中線入
出力端1に与えたりするビーム走査回路、5はビーム走
査回路2から出力された各走査ビームを各走査ビーム毎
に偏波特性を切り替え異なる偏波特性を有する各走査ビ
ームとして空中線開口面4に与える偏波切替回路、3は
上記走査ビームの方向及び上記偏波特性を制御するビー
ム制御回路である。
【0017】上記走査ビームは、予め設定された方向に
レーダビームを指向し、電波を放射するものであり、電
波の偏波特性の違いによる目標物の反射特性の違いによ
り検出率を向上させる。偏波は電波の電界の振動面によ
り分類され、即ち水平偏波、垂直偏波、右旋偏波、左旋
偏波に分類される。水平偏波とは電界が水平面内で振動
するものである。垂直偏波とは電界が垂直面内で振動す
るものである。右旋偏波とは電界が進行方向に対し右ね
じの回る方向に回転するものである。左旋偏波とは電界
が進行方向に対し左ねじの回る方向に回転するものであ
る。水平偏波及び垂直偏波は、進行方向後方から見た場
合、振動面が直線になることから直線偏波と呼ばれる。
右旋偏波及び左旋偏波は、回転するため円偏波と呼ばれ
る。なお直線偏波は、水平、垂直以外に斜めに傾斜した
ものでもよい。例えば、右45度と左45度に偏波面が
傾斜した偏波を組み合せても同等の効果がある。
【0018】偏波による反射特性の簡単な例をあげる。
目標物として線上のものを考える。線上物体が垂直に存
在する場合、垂直偏波に対しては、効率良く反射する
が、水平偏波に対しては反射しにくい。つまり、一般
に、ある偏波(例えば、水平偏波)で目標が探知できな
くても、偏波を変えることによって検出できる可能性が
ある。偏波を切り換える手段は、各種あるが、異なる偏
波を発生する各種素子アンテナを用い、各種素子アンテ
ナを切り換えるようにする。各種偏波を発生させる1方
法として、クロスダイポールを用いる方法がある。これ
は、クロスダイポールの一方の位相を他方に対し、同相
0度又は逆相180度で給電すると直線偏波(偏波面は
斜め左右45度となる)が発生し、90度又は−90度
の位相差を与えると、円偏波(右旋および左旋)を発生
することができる。このように位相差を制御することに
より、直線偏波の偏波面や円偏波の回転方向を切り換え
ることができる。
【0019】次に動作について説明する。空中線入出力
端1より入力されたレーダ送信信号はビーム走査回路2
で処理され走査ビームとなり偏波切替回路5に与えられ
る。偏波切替回路5は、ビーム制御回路3の制御により
走査ビームに対しビーム制御に連動して偏波特性を切替
える。したがって、偏波特性の異なる走査ビームが空中
線開口面4に与えられ、異なる偏波特性のレーダビーム
が電波として空中線開口面4から放射される。そして、
電波の放射方向に目標物があった場合は、反射波は空中
線開口面4で受信され、偏波切替回路5及びビーム走査
回路2を経てレーダ受信信号として空中線入出力端1よ
り出力される。
【0020】例えば、図2において、ビームB1とビー
ムB2の偏波特性が異なる場合(例えば水平偏波と垂直
偏波)に、A点方向の目標に対して、夫々のビームの探
知確率をPdとすると、偏波ダイバシチ効果により、ビ
ームB1とビームB2が無相関のときの両ビームの総合
的な探知確立は以下の様に求められる。この場合、どち
らか一方のビームで探知すればよいので、数値1から両
ビーム共に探知できない確率を差し引けばよい。故に1
−(1−Pd)の2乗=2Pd−Pdの2乗となる。P
dが0もしくは1でない限り2Pd−Pdの2乗>Pd
であるので、A点方向の探知確立は、常に向上する。
【0021】実施例2(請求項2対応). なお、上記実施例1では、偏波切替回路5をビーム走査
回路2と空中線開口面4の間に設けたが、実施例2とし
て図3に示す様に偏波切替回路5を空中線入出力端1と
ビーム走査回路5の間にあっても同様の効果を奏する。
【0022】この実施例2の動作について説明する。空
中線入出力端1より入力されたレーダ送信信号は偏波切
替回路5で各走査ビーム毎に偏波特性が切り替えられ、
ビーム走査回路2に与えられ、異なる偏波特性を有する
走査ビームとなり空中線開口面4に与えられる。したが
って、異なる偏波特性のレーダビームが電波として空中
線開口面4から放射される。そして、電波の放射方向に
目標物があった場合は、反射波は空中線開口面4で受信
され、ビーム走査回路2及び偏波切替回路5を経てレー
ダ受信信号として空中線入出力端1より出力される。
【0023】実施例3(請求項3対応). 図1及び図3に示す実施例1及び2において、変化させ
る偏波特性の組み合わせとして、直線偏波の偏波面の角
度(例えば水平偏波と垂直偏波)を利用することができ
る。即ち、この実施例3としては、偏波切替回路5で切
り替える偏波特性を、直線偏波の偏波面の角度に関する
ものとしたものである。
【0024】実施例4(請求項4対応). また、図1及び図3に示す実施例1及び2において、変
化させる偏波特性の組み合わせとして、円偏波の回転方
向(例えば右旋偏波と左旋偏波)を利用しても同等の効
果を奏する。即ち、この実施例4としては、偏波切替回
路5で切り替える偏波特性を、円偏波の回転方向に関す
るものとしたものである。
【0025】実施例5(請求項5対応). また、図1及び図3に示す実施例1及び2において、変
化させる偏波特性の組み合わせとして、直線偏波と円偏
波及び、偏波面角度と偏波面回転方向の複合の組み合わ
せとしても同等の効果を奏する。即ち、この実施例5と
しては、偏波切替回路5で切り替える偏波特性を、直線
偏波と円偏波及び偏波面角度と偏波面回転方向の複合の
組み合わせに関するものとしたものである。
【0026】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
ビーム走査回路から出力された各走査ビームを各走査ビ
ーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性を有する
各走査ビームとして空中線開口面に与える偏波切替回路
を備えて構成したので、隣接する複数のレーダビーム間
の偏波特性が異なるものにすることができ、これにより
電波の伝搬や目標物からの反射特性に変化をもたらし、
ダイバシチ効果を得、当該レーダビーム間の相関を低減
できて指向パターンの交点方向付近の探知性能の劣化を
低減でき、したがってレーダビームの重なり部分の探知
確率が高まり、探知性能が向上するという効果が得られ
る。
【0027】請求項2の発明によれば、空中線入出力端
から入力された各レーダ送信信号を各走査ビーム毎に偏
波特性を切り替え、異なる偏波特性を有する各レーダ送
信信号としてビーム走査回路に与える偏波切替回路を備
えて構成したので、上記請求項1と同様な効果が得られ
る。
【0028】請求項3の発明によれば、切り替える偏波
特性を直線偏波の偏波面の角度に関するものとしたの
で、異なる偏波特性のレーダビームを容易に得られ、探
知確率が向上するという効果がある。
【0029】請求項4の発明によれば、切り替える偏波
特性を円偏波の回転方向に関するものとしたので、請求
項3と同様な効果がある。
【0030】請求項5の発明によれば、切り替える偏波
特性を直線偏波と円偏波及び偏波面角度と偏波面回転方
向の複合の組み合せに関するものとしたので、請求項3
と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1のレーダ空中線システムの
構成を示すブロック図である。
【図2】実施例及び従来例におけるビーム走査の説明図
である。
【図3】この発明の実施例2のレーダ空中線システムの
構成を示すブロック図である。
【図4】従来のレーダ空中線システムの構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 空中線入出力端 2 ビーム走査回路 3 ビーム制御回路 4 空中線開口面 5 偏波切替回路
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年5月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーダ空中線シ
ステムは以上のように構成されているので、隣接するレ
ーダビーム間に、偏波特性の変化がなく、レーダビーム
間での目標の反射特性の相関が高いため、目標物のゆら
ぎ等の原因であるレーダビームで目標物が検出されな
い場合、隣接するレーダビームにおいても検出できない
確率が高い。従って、隣接する2つのレーダビームの指
向性パターンが交わる点(図2中A点)方向の探知性能
が劣化するという問題点があった。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】上記走査ビームは、予め設定された方向に
レーダビームを指向し、電波を放射するものであり、電
波の偏波特性による目標物の反射特性の違いにより検出
率を向上させる。偏波は電波の電界の振動面により分類
され、即ち水平偏波、垂直偏波、右旋偏波、左旋偏波に
分類される。水平偏波とは電界が水平面内で振動するも
のである。垂直偏波とは電界が垂直面内で振動するもの
である。右旋偏波とは電界が進行方向に対し右ねじの回
る方向に回転するものである。左旋偏波とは電界が進行
方向に対し左ねじの回る方向に回転するものである。水
平偏波及び垂直偏波は、進行方向後方から見た場合、振
動面が直線になることから直線偏波と呼ばれる。右旋偏
波及び左旋偏波は、回転するため円偏波と呼ばれる。な
お直線偏波は、水平、垂直以外に斜めに傾斜したもので
もよい。例えば、右45度と左45度に偏波面が傾斜し
た偏波を組み合せても同等の効果がある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0020
【補正方法】変更
【補正内容】
【0020】例えば、図2において、ビームB1とビー
ムB2の偏波特性が異なる場合(例えば水平偏波と垂直
偏波)に、A点方向の目標に対して、夫々のビームの探
知確率をPdとすると、偏波ダイバシチ効果により、ビ
ームB1とビームB2が無相関のときの両ビームの総合
的な探知確率は以下の様に求められる。この場合、どち
らか一方のビームで探知すればよいので、数値1から両
ビーム共に探知できない確率を差し引けばよい。故に
−(1−Pd)2 =2Pd−Pd2 となる。Pdが0も
しくは1でない限り2Pd−Pd2 >Pdであるので、
A点方向の探知確率は、常に向上する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーダ送受信信号を入出力する空中線入
    出力端と、レーダ電波を送受信する空中線開口面と、上
    記空中線入出力端より入力されたレーダ送信信号を処理
    して走査ビームとして上記空中線開口面に与えたり上記
    空中線開口面で受信したレーダ電波を処理してレーダ受
    信信号として上記空中線入出力端に与えたりするビーム
    走査回路とを備えたレーダ空中線システムにおいて、上
    記ビーム走査回路から出力された各走査ビームを各走査
    ビーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性を有す
    る各走査ビームとして上記空中線開口面に与える偏波切
    替回路を備えたことを特徴とするレーダ空中線システ
    ム。
  2. 【請求項2】 レーダ送受信信号を入出力する空中線入
    出力端と、レーダ電波を送受信する空中線開口面と、上
    記空中線入出力端より入力されたレーダ送信信号を処理
    して走査ビームとして上記空中線開口面に与えたり上記
    空中線開口面で受信したレーダ電波を処理してレーダ受
    信信号として上記空中線入出力端に与えたりするビーム
    走査回路とを備えたレーダ空中線システムにおいて、上
    記空中線入出力端から入力された各レーダ送信信号を各
    走査ビーム毎に偏波特性を切り替え、異なる偏波特性を
    有する各レーダ送信信号として上記ビーム走査回路に与
    える偏波切替回路を備えたことを特徴とするレーダ空中
    線システム。
  3. 【請求項3】 偏波切替回路で切り替える偏波特性を、
    直線偏波の偏波面の角度に関するものとしたことを特徴
    とする請求項第1項又は第2項記載のレーダ空中線シス
    テム。
  4. 【請求項4】 偏波切替回路で切り替える偏波特性を、
    円偏波の回転方向に関するものとしたことを特徴とする
    請求項第1項又は第2項記載のレーダ空中線システム。
  5. 【請求項5】 偏波切替回路で切り替える偏波特性を、
    直線偏波と円偏波及び偏波面角度と偏波面回転方向の複
    合の組み合せに関するものとしたことを特徴とする請求
    項第1項又は第2項記載のレーダ空中線システム。
JP3946693A 1993-02-03 1993-02-03 レーダ空中線システム Pending JPH06230109A (ja)

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