JPH0755915A - Active phased array radar - Google Patents

Active phased array radar

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JPH0755915A
JPH0755915A JP5228186A JP22818693A JPH0755915A JP H0755915 A JPH0755915 A JP H0755915A JP 5228186 A JP5228186 A JP 5228186A JP 22818693 A JP22818693 A JP 22818693A JP H0755915 A JPH0755915 A JP H0755915A
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scanning
search
tracking
time
beam scanning
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Hidekazu Kiuchi
英一 木内
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Abstract

PURPOSE:To improve searching and tracking data rates by altering a search scanning system to a horizontal scanning, and employing a variable search data rate different according to an angle of attack. CONSTITUTION:A program editor 900 edits beam scanning specifications at each angle-of-attack beam scanning stage, and calculates a scanning time. Further, the editor 900 edits tracking beam scanning specifications, and calculates a scanning time. A data rate setter 910 sets number of times of scanning a search beam at each angle of attack, and sets total number of the tracking beams. A beam scanning scheduler 920 edits a time assignment of the beam scanning, and calculates a scanning time. A beam scanning program and the assignment are stored in a memory 830 and written in a time management table 840. A beam control computer 810 sets a scanning schedule for horizontally scanning the search beam at each angle of attack according to the program stored in the memory 830, receives tracking information of a target to be input from a tracking computer 700, and sets the scanning schedule of the tracking beam.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブフェーズド
アレイレーダ、即ちアクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる2次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせた多機能のレーダ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active phased array radar, that is, a multi-functional radar device combining two-dimensional electronic scanning with an active phased array antenna and high-speed digital signal processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、レーダ装置では、探知性
能の向上は言うに及ばずクラッタ抑圧性能や妨害波抑圧
性能等の向上も重要な課題であるが、アクティブフェー
ズドアレイレーダは、かかる課題を解決できる多機能の
3次元レーダ装置として開発され実用化されつつあるも
のである。
2. Description of the Related Art As is well known, in a radar device, not only improvement of detection performance but also improvement of clutter suppression performance and interference wave suppression performance is an important issue. Is being developed and put into practical use as a multifunctional three-dimensional radar device capable of solving the above problems.

【0003】即ち、一般に、レーダの探知距離を増大さ
せるにはより多くのエネルギーを照射することが必要で
あるが、送信電力やアンテナ利得を増大するには物理的
限界があり、既にその限界に達しているのが実情であ
る。
That is, in general, it is necessary to irradiate more energy in order to increase the detection distance of the radar, but there is a physical limit in increasing the transmission power and the antenna gain, and the limit has already been reached. The reality is that it has reached.

【0004】ところが、アクティブフェーズドアレイア
ンテナを有するレーダ装置では、アンテナ素子毎にマイ
クロ波の振幅と位相を制御してビームを合成するので、
振幅と位相の制御によって方位と仰角の2次元空間にビ
ームを形成し走査する2次元電子走査方式が可能であ
り、振幅と位相の制御内容によって照射方向及び指向特
性の自由度の高いビームを形成でき、時間資源の有効活
用が可能である。つまり送信電力やアンテナ利得を増大
せずともより多くのエネルギーを照射する方策を容易に
採ることができる。
However, in the radar device having the active phased array antenna, the beam is synthesized by controlling the amplitude and phase of the microwave for each antenna element.
A two-dimensional electronic scanning method is possible in which a beam is formed and scanned in a two-dimensional space of azimuth and elevation by controlling the amplitude and phase, and a beam with a high degree of freedom in irradiation direction and directional characteristics is formed by controlling the amplitude and phase. It is possible and effective use of time resources is possible. That is, it is possible to easily adopt a measure of irradiating more energy without increasing the transmission power and the antenna gain.

【0005】ここに、近年の半導体製造技術の目覚まし
い発達によって送受信モジュールの固体化が可能となっ
たことから、固体化した送受信モジュールをアレイアン
テナの各アンテナ素子に1対1に対応させて配置した構
成を有するアクティブフェーズドアレイアンテナを容易
に実現できるようになった。
Since the transmission / reception module can be solidified by the remarkable development of the semiconductor manufacturing technology in recent years, the solidified transmission / reception module is arranged in a one-to-one correspondence with each antenna element of the array antenna. An active phased array antenna having a configuration can be easily realized.

【0006】また、ディジタル信号処理技術や高速信号
処理デバイスの目覚ましい進歩によって複雑な複素数相
関演算のリアルタイム処理が可能となったが、これをア
クティブフェーズドアレイレーダに適用すれば、特定の
方向にマイクロ波を連続して複数照射し、複数の反射信
号に対しディジタルフィルタ処理を施すことで、探知距
離を向上し、目標信号対クラッタ電力比(S/C)又は
目標信号対妨害波電力比(S/J)を大幅に改善するこ
とができる。
Further, due to remarkable progress in digital signal processing technology and high-speed signal processing devices, real-time processing of complex complex number correlation operation has become possible. However, if this is applied to an active phased array radar, microwaves in a specific direction can be obtained. By continuously irradiating a plurality of signals and subjecting a plurality of reflected signals to digital filtering, the detection distance is improved, and the target signal to clutter power ratio (S / C) or the target signal to interfering wave power ratio (S / C) is increased. J) can be greatly improved.

【0007】要するに、アクティブフェーズドアレイレ
ーダは、アクティブフェーズドアレイアンテナによる2
次元電子走査と高速ディジタル信号処理との組み合わせ
により探知性能、クラッタや妨害波の抑圧性能を大幅に
向上させ得る多機能な3次元レーダ装置であるというこ
とができる。
[0007] In summary, the active phased array radar is a system that uses an active phased array antenna.
It can be said that it is a multifunctional three-dimensional radar device capable of greatly improving the detection performance and the clutter and interference wave suppression performance by combining the two-dimensional electronic scanning and high-speed digital signal processing.

【0008】具体的には、2次元電子走査の採用により
時間資源の自由度が増すので、その時間資源を有効活用
すれば物理的条件を変えずに送信ヒット数(特定の方向
に連続して照射するマイクロ波パルスの数)を容易に増
大させ得る。その結果、探知距離が向上するが、送信ヒ
ット数増大の結果、目標からの反射信号が複数得られる
ので、それに対して高速ディジタル信号処理を適用し、
相関信号処理によってクラッタや妨害波等の不要信号を
目標から分離し抑圧することができる。
Specifically, since the degree of freedom of the time resource is increased by adopting the two-dimensional electronic scanning, if the time resource is effectively used, the number of transmission hits (continuous in a specific direction can be obtained without changing the physical condition). The number of microwave pulses to be applied can be easily increased. As a result, the detection distance improves, but as a result of the increase in the number of transmission hits, multiple reflected signals from the target are obtained, so high-speed digital signal processing is applied to it.
By the correlation signal processing, unnecessary signals such as clutter and interfering waves can be separated from the target and suppressed.

【0009】ここに、現在実用化されつつあるアクティ
ブフェーズドアレイレーダは、基本的には例えば図3に
示すように構成され、コンピュータ制御によってビーム
を形成し走査することにより捜索と追尾を行うものであ
る。
The active phased array radar currently in practical use is basically constructed as shown in, for example, FIG. 3, and performs searching and tracking by forming and scanning a beam by computer control. is there.

【0010】図3において、N×M個の素子アンテナ
(111〜1MN)は、N×M個のT/R(送受信)モ
ジュール(211〜2MN)に1対1対応で接続され
る。このN×M個のT/Rモジュールは、それぞれ同一
構成であって211に示すように送信回路2111とサ
ーキュレータ2112と受信回路2113と制御回路2
114とを備えるが、N個を1組みとしたM個がM個の
信号伝送路(301〜30M)の対応するものを介して
ビーム合成器400と励振パルス発生器410と空中線
制御器420と信号授受を行い、N×M個の素子アンテ
ナに所定のビームを形成させレーダ電波の送受信機能を
発揮する。
In FIG. 3, the N × M element antennas (111 to 1MN) are connected to the N × M T / R (transmission / reception) modules (211 to 2MN) in a one-to-one correspondence. The N × M T / R modules have the same configuration, and as indicated by 211, a transmission circuit 2111, a circulator 2112, a reception circuit 2113, and a control circuit 2.
114 is provided, and the M number of N sets is a set of M beam transmission lines (301 to 30M) corresponding to the beam combiner 400, the excitation pulse generator 410, and the antenna controller 420. Signal transmission / reception is performed, and a predetermined beam is formed on the N × M element antennas to exert a radar radio wave transmission / reception function.

【0011】ビーム形成は、ビーム制御計算機810が
ビーム形成方向を指示し、それをタイミング制御器80
0を介して受けた空中線制御器420がM個の信号伝送
路(301〜30M)を介してN×M個のT/Rモジュ
ール(211〜2MN)における制御回路2114に対
しマイクロ波の回転位相(移相)量と電力の減衰量を伝
送し、各T/Rモジュールにおいて空中線制御器420
からこれらの制御信号を受けた制御回路(2114)
が、送信時では送信回路(2111)に対し移相量を与
え、受信時では受信回路(2113)に対し移相量と減
衰量とを与えることにより行う。
For beam forming, the beam control computer 810 indicates the beam forming direction, and the beam forming direction is set by the timing controller 80.
The antenna controller 420 received via 0 transmits the microwave rotation phase to the control circuit 2114 in the N × M T / R modules (211 to 2MN) via the M signal transmission paths (301 to 30M). The antenna controller 420 transmits the amount of (phase shift) and the amount of power attenuation, and each T / R module transmits the antenna controller 420.
A control circuit (2114) that receives these control signals from
However, the phase shift amount is applied to the transmission circuit (2111) during transmission, and the phase shift amount and the attenuation amount are applied to the reception circuit (2113) during reception.

【0012】送信信号(パルス状マイクロ波信号)は、
励振パルス発生器410が、ビーム制御計算機810の
指示をタイミング制御器800、パルス伸張器510を
介して受けて発生するが、これはM個の信号伝送路(3
01〜30M)を介してN×M個のT/Rモジュール
(211〜2MN)における送信回路2111に分配さ
れる。
The transmission signal (pulse microwave signal) is
The excitation pulse generator 410 receives an instruction from the beam control computer 810 via the timing controller 800 and the pulse stretcher 510, and generates the M pulse signal.
01 to 30M) and distributed to the transmission circuits 2111 in the N × M T / R modules (211 to 2MN).

【0013】各T/Rモジュールでは次のような送受信
動作が行われる。各T/Rモジュールは同一構成で同一
内容の動作を行うので、T/Rモジュール211で言え
ば、送信回路2111は、入力したマイクロ波信号に制
御回路2114から指示された通りの位相回転を与え、
サーキュレータ2112を介して素子アンテナ111へ
出力する。その結果、捜索空域の方位と仰角の2次元空
間に所定のビームが形成され、マイクロ波信号が捜索空
域に照射される。
The following transmission / reception operation is performed in each T / R module. Since each T / R module has the same configuration and operates with the same content, in the case of the T / R module 211, the transmission circuit 2111 gives the input microwave signal a phase rotation as instructed by the control circuit 2114. ,
The signal is output to the element antenna 111 via the circulator 2112. As a result, a predetermined beam is formed in the two-dimensional space of the azimuth and elevation of the search area, and the microwave signal is applied to the search area.

【0014】また、受信回路2113は、素子アンテナ
111が受信したマイクロ波信号をサーキュレータ21
12を介して受けて、それに対し制御回路2114から
指示された通りの減衰と位相回転を与え、信号伝送路3
01を介してビーム合成器400に与える。つまり、ビ
ーム合成器400においてN×M個の素子アンテナ(1
11〜1MN)が受信したマイクロ波信号が合成され
る。
The receiving circuit 2113 receives the microwave signal received by the element antenna 111 and circulator 21.
The signal is transmitted via the signal transmission line 3 via the signal transmission line 3 and the attenuation and the phase rotation as instructed by the control circuit 2114.
01 to the beam combiner 400. That is, in the beam combiner 400, N × M element antennas (1
The microwave signals received by (11 to 1MN) are combined.

【0015】合成されたマイクロ波信号は、受信機50
0において所定の中間周波信号へ変換され、設計で定め
た受信帯域内の信号のみが通過するようバンドパスフィ
ルタ処理された後基準信号に基づき位相検波される。
The combined microwave signal is received by the receiver 50.
At 0, the signal is converted to a predetermined intermediate frequency signal, band-pass filtered so that only the signal within the reception band defined by the design passes, and then phase detection is performed based on the reference signal.

【0016】位相検波された信号は、A/D変換器60
0にてティジタル化され、パルス圧縮器610にて相関
処理により圧縮され、狭パルス信号となり信号処理器6
20に入力する。
The phase-detected signal is converted into an A / D converter 60.
The signal is converted to a digital signal at 0 and compressed by correlation processing at a pulse compressor 610 to become a narrow pulse signal.
Enter in 20.

【0017】信号処理器620は、入力された狭パルス
信号に相関処理を施し、クラッタなどの不要信号の除去
と目標信号の検出とを行い、処理後のビデオ信号をマン
マシンインタフェース710に表示し、また追尾計算機
700へ出力する。
The signal processor 620 performs correlation processing on the input narrow pulse signal, removes unnecessary signals such as clutter and detects the target signal, and displays the processed video signal on the man-machine interface 710. , Again to the tracking computer 700.

【0018】追尾計算機700は、検出された目標信号
に対し追尾処理をし、その結果をマンマシンインタフェ
ース710に表示すると共に、ビーム制御計算機810
に与える。
The tracking computer 700 performs tracking processing on the detected target signal, displays the result on the man-machine interface 710, and at the same time, the beam control computer 810.
Give to.

【0019】ビーム制御計算機810は、マンマシンイ
ンタフェース710において選択されたレーダモード情
報に基づいて、ビーム走査プログラムメモリ830から
該当するビーム走査プログラムデータを読み出し、また
タイムマネジメントテーブル840から該当するタイム
マネジメントデータを読み出し、タイマ820からの時
刻信号に従い刻々の捜索ビーム走査の諸元(即ち捜索ビ
ームの走査スケジュール)を編集し、それをタイミング
制御器800に与える。
The beam control computer 810 reads the corresponding beam scanning program data from the beam scanning program memory 830 based on the radar mode information selected by the man-machine interface 710, and the corresponding time management data from the time management table 840. Is read out, and the specifications of the search beam scanning every moment (that is, the search beam scanning schedule) are edited according to the time signal from the timer 820, and the edited specifications are given to the timing controller 800.

【0020】また、ビーム制御計算機810は、追尾計
算機700から追尾中の目標情報を受けて、予め定めた
優先度ルールに基づき追尾ビームを走査する対象目標の
優先度を刻々決定し、捜索ビーム走査の合間にタイムマ
ネジメントデータに予め決められたタイムスロットに順
次追尾ビーム走査諸元の編集・割り付けを行い、つまり
追尾ビームの走査スケジュールを設定し、それをタイミ
ング制御器800に与える。
The beam control computer 810 receives the tracking target information from the tracking computer 700 and momentarily determines the priority of the target to be scanned with the tracking beam based on a predetermined priority rule, and the search beam scanning is performed. In the meantime, the tracking beam scanning specifications are sequentially edited and assigned to the predetermined time slots in the time management data, that is, the tracking beam scanning schedule is set and given to the timing controller 800.

【0021】タイミング制御器800は、ビーム制御計
算機810からこれら捜索及び追尾のビーム走査の制御
データを受けて、空中線制御器420へビーム走査制御
信号を送出すると共に、信号処理器620等の当該レー
ダ装置を構成する各機器に送信パルス幅、送信ヒット
数、信号処理する距離範囲等の制御信号及びタイミング
信号を送出する。
The timing controller 800 receives the control data of the beam scanning for the search and tracking from the beam control computer 810, sends a beam scanning control signal to the antenna controller 420, and also the radar of the signal processor 620 and the like. A control signal such as a transmission pulse width, the number of transmission hits, and a distance range for signal processing, and a timing signal are sent to each device constituting the device.

【0022】その結果、捜索空間において捜索ビームが
方位毎に上下方向(つまり仰角方向)へ走査され、その
捜索ビーム走査の合間に追尾ビーム走査が行われる。
As a result, the search beam is scanned in the search space in the vertical direction (that is, in the elevation angle direction) for each azimuth, and the tracking beam scan is performed between the search beam scans.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の実用化過程にある多機能レーダは、2次元電子走査の
採用により自由度の増した時間資源を有効活用して複数
の情報が得られるようにし、それに高速ディジタル信号
処理を適用することで、探知性能、クラッタ抑圧性能、
妨害波抑圧性能等を大幅に向上させることに成功した。
As described above, the multi-functional radar in the process of practical use in the related art obtains a plurality of information by effectively utilizing the time resource having an increased degree of freedom by adopting the two-dimensional electronic scanning. By applying high-speed digital signal processing to it, detection performance, clutter suppression performance,
We succeeded in greatly improving the interference wave suppression performance.

【0024】しかし、これらのレーダ性能は、何れも送
信ヒット数の増大により達成したものであるので、更に
向上させようとすると、捜索時間が大幅に増大する。こ
のとき、捜索走査は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ
走査し、それを方位方向へ順々に移動する方式であるの
で、ほぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビーム
の時間間隔(これを「捜索データレート」と言う)が長
くなり、その結果、レーダ捜索空域に侵入して来た目標
を初探知するまでに要する時間と追尾更新時間間隔(こ
れを「追尾データレート」と言う)が長くなるという問
題がある。
However, since all of these radar performances are achieved by increasing the number of transmission hits, if further improvement is attempted, the search time will greatly increase. At this time, the search scanning is a method in which the search beam is scanned in the elevation direction for each azimuth and sequentially moved in the azimuth direction, so that the time interval of the search beam irradiating the target existing at substantially the same elevation angle ( This is called the "search data rate", and as a result, the time required to first detect the target that has entered the radar search airspace and the tracking update time interval (this is called the "tracking data rate"). ) Is long.

【0025】本発明は、このような問題に鑑みなされた
もので、その目的は、従来の多機能レーダが有する優れ
た探知能力、クラッタ抑圧能力、妨害波抑圧能力等を維
持しながら侵入目標の初探知能力及び追尾能力を大幅に
向上できるアクティブフェーズドアレイレーダを提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to maintain the excellent detection ability, clutter suppression ability, interference wave suppression ability, etc. of the conventional multi-function radar while maintaining the intrusion target. It is to provide an active phased array radar capable of significantly improving the initial detection ability and the tracking ability.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明のアクティブフェーズドアレイレーダは次の
如き構成を有する。即ち、本発明のアクティブフェーズ
ドアレイレーダは、アクティブフェーズドアレイアンテ
ナによる2次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを
組み合わせたレーダ装置において; 仰角毎に異なる頻
度で水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走
査の合間に予め設定された時間スロットで指示された方
向に追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログ
ラムを、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定す
ることにより編集する手段; を備えたことを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above object, the active phased array radar of the present invention has the following configuration. That is, the active phased array radar of the present invention is a radar device that combines two-dimensional electronic scanning with an active phased array antenna and high-speed digital signal processing; the search beam is scanned horizontally with different frequency for each elevation angle. Means for editing a beam scanning program for scanning a tracking beam in a direction designated by a preset time slot between scannings by independently setting the frequency of search beam scanning for each elevation angle; It is characterized by that.

【0027】[0027]

【作用】次に、前記の如き構成を有する本発明の係維機
雷アクティブフェーズドアレイレーダの作用を説明す
る。前述したように従来のレーダ装置が採用する捜索走
査の方式は、捜索ビームを方位毎に仰角方向へ走査し、
それを方位方向へ順々に移動する方式であるので、捜索
空間を均一に捜索する場合には捜索時間が長くなり、ほ
ぼ同一仰角に存在する目標に照射する捜索ビームの時間
間隔(捜索データレート)が長くなる。
Next, the operation of the active mine active phased array radar of the present invention having the above construction will be described. As described above, the conventional search system adopted by the radar device scans the search beam in the elevation direction for each azimuth,
Since it is a method of moving it in the azimuth direction one by one, the search time becomes longer when searching the search space uniformly, and the time interval of the search beam irradiating the target existing at almost the same elevation angle (search data rate ) Becomes longer.

【0028】一方、周知のように、アクティブフェーズ
ドアレイアンテナでは、例えば平面アレイアンテナにお
いても水平方向(方位方向)180°以内のある角度範
囲において仰角毎に水平方向へビーム走査を行うことが
でき、しかもその角度範囲において水平方向に瞬時にビ
ームを形成できる。従って、例えば円筒型のアクティブ
フェーズドアレイアンテナを用いると、360°の方位
角度範囲内の任意の方位角度範囲において仰角毎に瞬時
の水平走査が行える。
On the other hand, as is well known, in an active phased array antenna, for example, even in a planar array antenna, beam scanning can be performed in the horizontal direction for each elevation angle within a certain angle range within 180 ° in the horizontal direction (azimuth direction). Moreover, a beam can be instantaneously formed in the horizontal direction within that angle range. Therefore, for example, when a cylindrical active phased array antenna is used, instantaneous horizontal scanning can be performed for each elevation angle in an arbitrary azimuth angle range of 360 °.

【0029】そこで、本発明では、捜索走査の方式を従
来の仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、
仰角によって異なる可変型の捜索データレートを採用
し、外部から目標が侵入して来る空域(例えば、低仰角
領域)内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の
空域(例えば、高仰角領域)内は低い捜索データレート
で捜索できるようにしてある。
Therefore, in the present invention, the search scanning method is changed from the conventional scanning in the elevation direction to the scanning in the horizontal direction.
A variable search data rate that differs depending on the elevation angle is adopted, and the search is performed at a high search data rate in the air space where the target is intruding from the outside (for example, low elevation angle area), and other air spaces (for example, high elevation area) The inside is designed to search at a low search data rate.

【0030】その結果、初探知が重視される空域では捜
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
As a result, in the air space where the initial detection is important, the target invading the search air space can be immediately detected for the first time, and the tracking can be established in a short time. The invading target will eventually enter the airspace with a low search data rate, but since it has already been tracked, it can emit a tracking beam based on the priority judgment and can maintain a high tracking data rate.

【0031】このように、本発明では、重点捜索領域で
の捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データ
レートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高く
することができるので、トータルの捜索時間を拡大する
ことなく捜索と追尾の性能を向上させ得る。
As described above, according to the present invention, since the search data rate in the priority search area can be set high and the search data rate in the tracking continuation area can be set low, the search data rate can be increased instead, so that the total search can be performed. Search and tracking performance can be improved without increasing time.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るアクティブフェ
ーズドアレイレーダを示す。図示するように、本発明で
は、図3に示した実用化過程にある多機能レーダにおい
て、ビーム走査プログラムを編集する手段として、プロ
グラム編集器900とデータレート設定器910とビー
ム走査スケジューラ920とモニタ表示器930とを追
加し、編集したビーム走査プログラム及びタイムマネジ
メントデータをビーム走査プログラムメモリ830及び
タイムマネジメントテーブル840に設定し、ビーム制
御計算機810に本発明に係るアクティブフェーズドア
レイレーダを実現する制御動作を行わせるようにしてあ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an active phased array radar according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, according to the present invention, in the multifunctional radar in the practical process shown in FIG. 3, as a means for editing a beam scanning program, a program editor 900, a data rate setting device 910, a beam scanning scheduler 920, and a monitor. A display unit 930 is added, the edited beam scanning program and time management data are set in the beam scanning program memory 830 and the time management table 840, and the beam control computer 810 performs control operation for realizing the active phased array radar according to the present invention. Is done.

【0033】つまり、ビーム走査プログラムメモリ83
0及びタイムマネジメントテーブル840の内容は、図
3に示した実用化過程にある多機能レーダにおけるもの
とは異なり実際の運用において適宜に変更されるもので
ある。またビーム制御計算機810が行う制御動作も異
なる。更にアクティブフェーズドアレイアンテナは、平
面型でも良いが、本実施例では全方位性の例えば円筒型
を想定している。
That is, the beam scanning program memory 83
0 and the contents of the time management table 840 are appropriately changed in actual operation unlike those in the multi-functional radar in the practical process shown in FIG. Also, the control operation performed by the beam control computer 810 is different. Further, the active phased array antenna may be a planar type, but in this embodiment, an omnidirectional, for example, cylindrical type is assumed.

【0034】従って、図1において本発明に係る部分に
ついては本来、符号も違えるべきであるが、これらの基
本的動作は同様に理解できるので、説明の便宜上図1で
は、図3に示した実用化過程にある多機能レーダにおけ
るその他の構成要素と同様に同一符号及び名称を付して
ある。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。
Therefore, the parts according to the present invention in FIG. 1 should originally have different signs, but since their basic operations can be understood in the same manner, in FIG. Like other components in the multifunctional radar in the process of being converted, the same symbols and names are given. Hereinafter, the description will focus on the part relating to the present invention.

【0035】プログラム編集器900は、ビーム仰角、
捜索距離範囲、送信パルス幅、送信ヒット数、送信繰り
返し周期等のビーム走査諸元を設定する入力手段を有
し、仰角ビーム走査ステップ毎にこれらのビーム走査諸
元を編集すると共に、仰角ビーム毎の走査時間を計算す
る。また、アダプティブビーム走査である追尾ビームの
ビーム走査諸元を編集し、追尾ビーム1回当たりの走査
時間を計算する。これらは一時記憶されると共に、デー
タレート設定器910とビーム走査スケジューラ920
に与えられる。
The program editor 900 calculates the beam elevation angle,
It has input means for setting beam scanning specifications such as search range, transmission pulse width, number of transmission hits, and transmission repetition period, and edits these beam scanning specifications for each elevation beam scanning step, and also for each elevation beam. Calculate the scan time of. Further, the beam scanning specifications of the tracking beam that is adaptive beam scanning are edited, and the scanning time per tracking beam is calculated. These are temporarily stored, and the data rate setter 910 and the beam scanning scheduler 920 are also stored.
Given to.

【0036】データレート設定器910は、仰角ステッ
プ毎に捜索データレートを独立に設定できる入力手段を
有し、総ビーム走査時間内に捜索ビームを走査する回数
を仰角毎に設定する。また、捜索空域内を一巡りビーム
走査するのに要する時間、即ちスキャンタイム内に走査
する追尾ビームの総数を設定する。これらはビーム走査
スケジューラ920に与えられる。
The data rate setting unit 910 has an input means capable of independently setting the search data rate for each elevation step, and sets the number of times the search beam is scanned within the total beam scanning time for each elevation angle. In addition, the time required to scan the beam within the search space by one round, that is, the total number of tracking beams to be scanned within the scan time is set. These are provided to the beam scan scheduler 920.

【0037】ビーム走査スケジューラ920は、仰角毎
の捜索ビーム走査時間(TS ・n:nは仰角ビームステ
ップ数、以下同じ)、追尾ビーム走査時間(Tt )、仰
角毎の捜索ビーム走査回数(KS ・n)、追尾ビーム走
査回数(Kt )から、時間軸上で各ビーム走査の割り付
けを行い、ビーム走査の時間割りを編集すると共に、ス
キャンタイムを計算する。
The beam scanning scheduler 920 scans the search beam for each elevation angle (T S · n: n is the number of elevation beam steps, the same applies below), the tracking beam scanning time (T t ), and the number of search beam scans for each elevation angle ( Based on K S · n) and the number of tracking beam scans (K t ), each beam scan is allocated on the time axis, the beam scan time interval is edited, and the scan time is calculated.

【0038】以上の手順によって編集されたビーム走査
プログラムと時間割りはモニタ表示器930に表示し、
必要により修正が行え、また最終確認ができるようにし
てある。修正を加え最終的に完成されたビーム走査プロ
グラムと時間割りは、それぞれ所定のキー操作によりビ
ーム走査プログラムメモリ830とタイムマネジメント
テーブル840に書き込まれる。
The beam scanning program and time schedule edited by the above procedure are displayed on the monitor display 930.
Modifications can be made if necessary, and a final confirmation can be made. The beam scanning program and the time division, which have been corrected and finally completed, are written in the beam scanning program memory 830 and the time management table 840 by a predetermined key operation.

【0039】表1に、仰角ビーム走査及び追尾ビーム走
査の設定諸元例を示す。仰角毎に独立に捜索ビーム走査
の頻度が設定されるビーム走査プログラムが編集される
のである。
Table 1 shows an example of setting specifications of elevation beam scanning and tracking beam scanning. The beam scanning program in which the frequency of search beam scanning is set independently for each elevation angle is edited.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】また、表2に、仰角毎の捜索ビーム走査回
数及び追尾ビーム走査回数の設定例を示す。
Table 2 shows an example of setting the number of search beam scans and the number of tracking beam scans for each elevation angle.

【0042】[0042]

【表2】 [Table 2]

【0043】そして図2に、ビーム走査の時間割りの設
定例を示すが、仰角毎に水平面内での捜索を一纏めにし
て行うので、仰角毎にそれぞれ異なる可変型の捜索デー
タレートを実現できることが理解される。
FIG. 2 shows an example of setting the time interval for beam scanning. Since the search in the horizontal plane is performed collectively for each elevation angle, different variable search data rates can be realized for each elevation angle. To be understood.

【0044】斯くして、ビーム制御計算機810は、ビ
ーム走査プログラムメモリ830に編集設定されたビー
ム走査プログラムに仰角ビーム毎に設定された捜索ビー
ム走査頻度に従い捜索ビームを仰角毎に水平に走査させ
る捜索ビームの走査スケジュールを設定すると共に、追
尾計算機700から入力する目標の追尾情報を受けて予
め定めた優先度ルールに基づき捜索ビーム走査の合間予
め設定された時間スロットで追尾ビームを走査させる追
尾ビームの走査スケジュールを設定するので、外部から
目標が侵入して来る空域(例えば、低仰角領域)内は高
い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域(例え
ば、高仰角領域)内は低い捜索データレートで捜索でき
ることになる。
Thus, the beam control computer 810 searches for the search beam horizontally for each elevation angle according to the search beam scanning frequency set for each elevation beam in the beam scanning program edited and set in the beam scanning program memory 830. In addition to setting a beam scanning schedule, a tracking beam that scans the tracking beam in a preset time slot during search beam scanning based on a target priority information input from the tracking computer 700 and a predetermined priority rule is received. Since the scan schedule is set, the search data rate is high in the air space (for example, low elevation angle area) where the target is intruding from the outside, and the low search data rate is in other air areas (for example, high elevation angle area). You can search with.

【0045】その結果、初探知が重視される空域では捜
索空域内に侵入した目標を直ちに初探知でき、短時間で
追尾を確立できる。侵入した目標はやがて捜索データレ
ートの低い空域に入るが、既に追尾しているので優先度
判断に基づき追尾ビームを照射でき、高い追尾データレ
ートを維持できる。
As a result, in the air space where the initial detection is important, the target invading the search air space can be immediately detected for the first time, and the tracking can be established in a short time. The invading target will eventually enter the airspace with a low search data rate, but since it has already been tracked, it can emit a tracking beam based on the priority judgment and can maintain a high tracking data rate.

【0046】要するに、本発明では、重点捜索領域での
捜索データレートを高く、追尾継続領域で捜索データレ
ートを低く設定し、代わりに追尾データレートを高くす
ることができるので、トータルの捜索時間を拡大するこ
となく捜索と追尾の性能を向上させ得るのである。
In short, according to the present invention, the search data rate in the priority search area can be set high, and the search data rate can be set low in the tracking continuation area. Instead, the tracking data rate can be set high, so that the total search time can be shortened. It can improve search and tracking performance without expansion.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアクティ
ブフェーズドアレイレーダは、捜索走査の方式を従来の
仰角方向への走査から水平方向への走査に変更し、仰角
によって異なる可変型の捜索データレートを採用し、外
部から目標が侵入して来る空域(例えば、低仰角領域)
内は高い捜索データレートで捜索し、それ以外の空域
(例えば、高仰角領域)内は低い捜索データレートで捜
索できるようにしてあるので、従来の実用化過程にある
多機能レーダ装置が有する優れた機能・性能を維持しな
がら同時に、捜索データレート及び追尾データレートを
向上できる効果がある。
As described above, in the active phased array radar of the present invention, the search scanning method is changed from the conventional scanning in the elevation direction to the scanning in the horizontal direction, and variable type search data that varies depending on the elevation angle is used. Adopting the rate, the air space where the target enters from the outside (for example, low elevation angle area)
It is possible to search at a high search data rate in the inside and at a low search data rate in the other airspace (for example, high elevation angle area), so it is excellent in the conventional multi-functional radar device in the practical process. It is possible to improve the search data rate and the tracking data rate at the same time while maintaining the functions and performances.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るアクティブフェーズド
アレイレーダの構成ブロック図である。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an active phased array radar according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明のビーム走査の時間割りの設定例のタイ
ムチャートである。
FIG. 2 is a time chart of a setting example of a time interval for beam scanning according to the present invention.

【図3】従来の実用化過程にあるアクティブフェーズド
アレイレーダの構成ブロック図である。
FIG. 3 is a configuration block diagram of an active phased array radar in the process of practical application in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

111〜1MN 素子アンテナ 211〜2MN T/Rモジュール 301〜30M 信号伝送路 400 ビーム合成器 410 励振パルス発生器 420 空中線制御器 500 受信機 510 パルス伸張器 600 A/D変換器 610 パルス圧縮器 620 信号処理器 700 追尾計算機 710 マンマシンインタフェース 800 タイミング制御器 810 ビーム制御計算機 820 タイマ 830 ビーム走査プログラムメモリ 840 タイムマネジメントテーブル 900 プログラム編集器 910 データレート設定器 920 ビーム走査スケジューラ 930 モニタ表示器 2111 送信回路 2112 サーキュレータ 2113 受信回路 2114 制御回路 111-1MN element antenna 211-2MN T / R module 301-30M signal transmission line 400 beam combiner 410 excitation pulse generator 420 antenna controller 500 receiver 510 pulse expander 600 A / D converter 610 pulse compressor 620 signal Processor 700 Tracking computer 710 Man-machine interface 800 Timing controller 810 Beam control computer 820 Timer 830 Beam scanning program memory 840 Time management table 900 Program editor 910 Data rate setter 920 Beam scanning scheduler 930 Monitor display 2111 Transmission circuit 2112 Circulator 2113 Receiving circuit 2114 Control circuit

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年2月21日[Submission date] February 21, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【特許請求の範囲】[Claims]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクティブフェーズドアレイアンテナに
よる2次元電子走査と高速ディジタル信号処理とを組み
合わせたレーダ装置において; 仰角毎に異なる頻度で
水平に捜索ビームを走査すると共に、捜索ビーム走査の
合間に予め設定された時間スロットで指示された方向に
追尾ビームを走査することとなるビーム走査プログラム
を、仰角毎に独立に捜索ビーム走査の頻度を設定するこ
とにより編集する手段; を備えたことを特徴とするア
クティブフェーズドアレイレーダ。
1. A radar device combining two-dimensional electronic scanning with an active phased array antenna and high-speed digital signal processing; the search beam is horizontally scanned at different frequencies for each elevation angle, and is preset between search beam scans. Means for editing a beam scanning program for scanning the tracking beam in the direction designated by the specified time slot by independently setting the frequency of the search beam scanning for each elevation angle. Active phased array radar.
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