JPH06249944A - レーダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、目標の検出精度を高めるこ
とのできる３次元レーダ装置を提供することにある。 【構成】この発明に係るレーダ装置は、複数のアンテナ
素子を面上に配列したアレイアンテナと、このアレイア
ンテナを複数ブロックに分割し、少なくともブロック単
位で送受信経路をオン／オフ制御する分割制御手段と、
この手段を通じ、前記アレイアンテナの全ブロックを送
受信に共用させてパルスレーダ用として機能させ、前記
アレイアンテナを送信用ブロックと受信用ブロックに分
割してＣＷレーダとして機能させるパルス／ＣＷ切換手
段とを具備して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーダ装置の多機能
化に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、レーダ装置にはパルス送
受信方式のレーダ（以下、パルスレーダと称する）の他
にＣＷ（連続波）送受信方式のレーダ（以下、ＣＷレー
ダと称する）がある。

【０００３】ＣＷ送受信方式は、パルス送受信方式と比
べて、大地、山岳、海面から帰ってくるクラッタを消去
する機能の目標の速度検出機能が優れている。そこで、
各方式のレーダを併用し、高仰角走査時にはパルスレー
ダを、低仰角走査時にはＣＷレーダを用いると効果的で
ある

【０００４】このように異なる方式のレーダの併用は、
レーダシステム全体の肥大化を招くため、近時、パルス
レーダとＣＷレーダの各機能を合せ持つ多機能レーダが
開発されつつある。この場合、最も効率的に複合するた
めには、アンテナの共有化が不可欠である。

【０００５】ところが、パルスレーダでは送受信が一致
しないため１つのアンテナを送受信共用とすることがで
きるのに対し、ＣＷレーダでは常に送信信号を連続して
送出するため、送信用アンテナと受信用アンテナが必要
となる。よって、パルスレーダとＣＷレーダとの複合化
において、送受独立したアンテナが不可欠となってい
る。

【０００６】以上の事由から、単独のアンテナでパルス
レーダ機能とＣＷレーダ機能に対応することができ、し
かも各機能に瞬時に切り換えることが可能とするレーダ
装置の実現が強く望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来より、単独のアンテナでパルスレーダ機能とＣＷレー
ダ機能に対応することができ、しかも各機能を瞬時に切
り換えることが可能なレーダ装置の実現が強く望まれて
いる。

【０００８】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、単独のアンテナでパルスレーダ機能とＣ
Ｗレーダ機能に対応することができ、しかも各機能に瞬
時に切り換えることが可能な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
にこの発明に係るレーダ装置は、複数のアンテナ素子を
面上に配列したアレイアンテナと、このアレイアンテナ
を複数ブロックに分割し、少なくともブロック単位で送
受信経路をオン／オフ制御する分割制御手段と、この手
段を通じ、前記アレイアンテナの全ブロックを送受信に
共用させてパルスレーダ用として機能させ、前記アレイ
アンテナを送信用ブロックと受信用ブロックに分割して
ＣＷレーダとして機能させるパルス／ＣＷ切換手段とを
具備して構成される。

【００１０】

【作用】上記構成によるレーダ装置では、アレイアンテ
ナを複数ブロックに分割し、ブロック単位で送受共用、
送信専用、受信専用のいずれに切換制御可能としてい
る。そして、パルス／ＣＷ切換でパルス送受信モードを
指定することで全ブロックを送受信共用とし、ＣＷ送受
信モードを指定することで、いずれかのブロックを送信
専用に、他のブロックを受信専用に切換制御するように
している。

【００１１】

【実施例】以下、図１を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。

【００１２】図１はこの発明に係るレーダ装置の基本構
成を示すものである。図１において、１１はアンテナ素
子１１１〜１１ｍ，１１ｍ＋１〜１１ｎを面上に配列し
たアレイアンテナである。ここで、１１１〜１１ｍをＡ
ブロック、１１ｍ＋１〜１１ｎをＢブロックとする。各
アンテナ素子１１１〜１１ｎにはそれぞれ送受切換部１
２のサーキュレータ１２１〜１２ｎに接続される。

【００１３】１３は各アンテナ素子１１１〜１１ｎ毎に
パルスまたはＣＷの送信信号を生成する送信器で、各送
信信号はサーキュレータ１２１〜１２ｎを通じて対応す
るアンテナ素子１１１〜１１ｎに送られ、空間に放射さ
れる。各アンテナ素子１１１〜１１ｎで受けた受信信号
はサーキュレータ１２１〜１２ｎを通じて、電力合成器
１４に送られる。

【００１４】この電力合成器１４は各アンテナ素子１１
１〜１１ｎで得られた受信信号を合成して受信ビームを
形成する。ここで合成された受信信号は受信器１５に送
られ、パルス／ＣＷ別に受信処理される。

【００１５】さらに、このレーダ装置では、送信器１３
から各サーキュレータ１２１〜１２ｎまでの送信経路中
に送信用オン／オフスイッチ１６１〜１６ｎを介在させ
て、送信ブロック形成部１６を構成し、各サーキュレー
タ１２１〜１２ｎから電力合成器１４までの受信経路に
受信用オン／オフスイッチ１７１〜１７ｎを介在させ
て、受信ブロック形成部１７を構成している。

【００１６】上記送信ブロック形成部１６及び受信ブロ
ック形成部１７の各スイッチ１６１〜１６ｎ，１７１〜
１７ｎは、ＳＷ制御回路１８からのオン／オフ制御信号
によって、ブロック別にオン／オフ制御される。

【００１７】ＳＷ制御回路１８は、パルス／ＣＷモード
選択信号がパルス送受信モードを指定しているとき、
Ａ，Ｂ両ブロックの全スイッチ１６１〜１６ｎ，１７１
〜１７ｎをオン状態に切換制御し、アレイアンテナ素子
１１を送受共用アンテナとして使用する。

【００１８】また、パルス／ＣＷモード選択信号がＣＷ
送受信モードを指定しているとき、Ａ（またはＢ）ブロ
ックのスイッチ１６１〜１６ｍ（または１６ｍ＋１〜１
６ｎ）をオン状態に、Ｂ（またはＡ）ブロックのスイッ
チ１６ｍ＋１〜１６ｎ（または１６１〜１６ｍ）をオフ
状態に切換制御して、Ａ（またはＢ）のみを送信ブロッ
クとする。同時に、Ｂ（またはＡ）ブロックのスイッチ
１７ｍ＋１〜１７ｎ（または１７１〜１７ｍ）をオン状
態に、Ａ（またはＢ）ブロックのスイッチ１７１〜１７
ｍ（または１７ｍ＋１〜１７ｎ）をオフ状態に切換制御
して、Ｂ（またはＡ）のみを受信ブロックとする。

【００１９】すなわち、上記構成によるレーダ装置で
は、アレイアンテナ１１をＡブロックとＢブロックに分
割し、ブロック単位で送受共用、送信専用、受信専用の
いずれに切換制御可能としている。そして、パルス／Ｃ
Ｗモード選択信号でパルス送受信モードを指定すること
でＡ，Ｂ両ブロックを送受信共用とし、ＣＷ送受信モー
ドを指定することで、Ａ，Ｂいずれか一方を送信専用
に、他方を受信専用に切換制御するようにしている。

【００２０】したがって、上記構成によるレーダ装置
は、１つのアンテナで送信アンテナと受信アンテナを分
離形成することができるので、１つのアンテナでＣＷ送
受信に対応することができ、これによってパルスレーダ
との複合が可能となる。しかも電子的に瞬時にパルス／
ＣＷを切換えることができるので、例えば高仰角でパル
スレーダ機能、低仰角でＣＷレーダ機能を使い分けた場
合に、ビームの切換を滑らかに行うことができる。とこ
ろで、実際に上記のレーダ装置を実現する場合、受信時
にデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）技術を適用す
れば、最大限の効果が期待できる。

【００２１】図２は図１の実施例において、ＤＢＦ技術
を適用した受信系を構成を示すものである。この場合、
送受切換部１２の各サーキュレータ１２１〜１２ｎから
出力されるアンテナ受信信号をそれぞれ対応して設けら
れた受信器２１１〜２１ｎに送って復調検波してビデオ
信号に変換した後、それぞれＡ／Ｄ変換器２２１〜２２
ｎでデジタルビデオ信号に変換してＤＢＦ演算器２３に
送る。

【００２２】このＤＢＦ演算器２３は、各系統のデジタ
ルビデオ信号を乗算器２３１１〜２３１ｎに送り、係数
列Ｗ1 〜Ｗn で重み付け処理し、さらにその処理結果を
加算器２３２２〜２３２ｎで全て加算する。すなわち、
このＤＢＦ演算器２３は、図１の電力合成器１４に代わ
るもので、デジタル演算で受信ビームを形成することが
できる。

【００２３】この構成において、パルス送受信モードで
は全ブロックの受信信号について係数Ｗi をセットし、
全体で受信ビームを形成する。ＣＷ送信モードは送信ブ
ロックに関わる係数Ｗi を“０”にセットし、受信ブロ
ックの係数Ｗj のみで受信ビームを形成する。

【００２４】上記構成によれば、図１の実施例において
受信経路に挿入した受信ブロック形成用のオン／オフス
イッチが不要となり、係数Ｗi の設定でパルス／ＣＷ送
受信モードの切換を行うことができる。さらに、ＤＢＦ
演算器２３によって受信ビームを任意の方向に形成可能
であり、パルスレーダ機能によるビーム走査との連携を
より滑らかに実現できる。

【００２５】上記の各実施例では、パッシブ型アレイア
ンテナの場合について説明したが、各アンテナ素子１１
１〜１１ｎ毎に送受信モジュールを備えるアクティブ型
のアレイアンテナを用いれば、より最大限の効果が期待
できる。図３にその構成を示す。

【００２６】図３は各アンテナ素子１１１〜１１ｎに取
り付けられる送受信モジュール２４の構成を示すもの
で、第１のスイッチ２４１の一方の固定端子ａには送信
器１３からのパルスまたはＣＷの送信信号が供給されて
おり、この送信信号は可動端子ｃの選択接続により移相
器２４２に送られ、所定の位相制御を受けて第２のスイ
ッチ２４３の可動端子ｃに送られる。この第２のスイッ
チ２４３は第１のスイッチ２４１と共に送受切換器を構
成するもので、互いに連動しており、送信信号は固定端
子ａを介して高電力増幅器２４４に送られ、電力増幅さ
れた後、サーキュレータ１２ｉ（ｉは１〜ｎ）を介して
ｉ番目のアンテナ素子１１ｉに供給される。

【００２７】このアンテナ素子１１ｉでとらえられた受
信信号はサーキュレータ１２ｉを介して受信増幅器２４
５に送られ、低雑音増幅された後、第２のスイッチ２４
３を介して移相器２４２で送信時と同じ位相制御を受
け、第１のスイッチ２４１を介して上記の電力合成器１
４に送られる。この場合、スイッチ２４１と２４３はＣ
Ｗ波送受信の場合は送信ブロックはａ端子に、受信ブロ
ックはｂ端子に接続される。

【００２８】この構成によれば、各アンテナ素子１１ｉ
の送受信モジュール内移相器２４２の位相量を制御する
ことにより、送信ビームを任意の方向にパルス波でもＣ
Ｗ波でも走査することが可能となり、さらにそれに呼応
してＤＢＦのウェイトＷｉを制御すれば、送信と受信を
同期させてパルス／ＣＷレーダ動作を行うことができる
ようになる。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。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、単独の
アンテナでパルスレーダ機能とＣＷレーダ機能に対応す
ることができ、しかも各機能に瞬時に切り換えることが
可能な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】この発明に係るレーダ装置の一実施例の基本構
成を示すブロック図。

【図２】同実施例でＤＢＦ技術を適用した場合の構成を
示すブロック図。

【図３】この発明に係るレーダ装置に用いて好適なアク
ティブアレイアンテナの送受信モジュールの構成を示す
ブロック図。

【符号の説明】

１１…アレイアンテナ、１１１〜１１ｎ…アンテナ素
子、１２…送受切換部、１２１〜１２ｎ…サーキュレー
タ、１３…送信器、１４…電力合成器、１５…受信器、
１６…送信ブロック形成部、１６１〜１６ｎ…送信用オ
ン／オフスイッチ、１７…受信ブロック形成部、１７１
〜１７ｎ…受信用オン／オフスイッチ、１８…ＳＷ制御
回路、２１１〜２１ｎ…受信器、２２１〜２２ｎ…Ａ／
Ｄ変換器、２３…ＤＢＦ演算器、２３１１〜２３１ｎ…
乗算器、Ｗ1 〜Ｗn …係数列、２３２１〜２３２ｎ−１
…加算器、２４…送受信モジュール、２４１，２４２…
送受切換スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のアンテナ素子を面上に配列したアレ
   イアンテナと、 このアレイアンテナを複数ブロックに分割し、少なくと
   もブロック単位で送受信経路をオン／オフ制御する分割
   制御手段と、 この手段を通じ、前記アレイアンテナの全ブロックを送
   受信に共用させてパルスレーダ用として機能させ、前記
   アレイアンテナを送信用ブロックと受信用ブロックに分
   割してＣＷレーダとして機能させるパルス／ＣＷ切換手
   段とを具備するレーダ装置。