JPH08201517A - ビーム角度誤差検出装置 - Google Patents

ビーム角度誤差検出装置

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JPH08201517A
JPH08201517A JP7008917A JP891795A JPH08201517A JP H08201517 A JPH08201517 A JP H08201517A JP 7008917 A JP7008917 A JP 7008917A JP 891795 A JP891795 A JP 891795A JP H08201517 A JPH08201517 A JP H08201517A
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JP
Japan
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angle
signal
error
beam pointing
angle error
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Application number
JP7008917A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Hachisu
裕之 蜂須
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ビーム角度誤差検出装置を用いて、ビーム方向
と目標方向との差(ビーム角度誤差)を、高い精度で検
出することを可能とする。 【構成】ビーム角補正器30により、ビーム指示角信号
の可変範囲を予め区分して設定しておき、入力されたビ
ーム指示角信号を含む区分の代表値を区分ビーム指示角
信号として出力すると共に、この区分ビーム指示角信号
に対するビーム指向角の計測値を出力し、ビーム送受信
器10により、目標物の反射波から上記ビーム指向角と
目標方向角との角度誤差をビーム角度誤差信号として検
出し、信号処理器20により、このビーム角度誤差信号
とビーム指向角計測値信号からビーム指示角と目標方向
角との誤差を求めて補正角度誤差信号として出力すると
共に、この補正角度誤差信号に基いて上記ビーム指示角
信号を更新することにより、高い精度でビーム指示方向
と目標方向との角度誤差を検出するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば対空ミサイル
や航空機等の飛翔体に搭載され、小型のフェイズドアレ
イアンテナを用いてビーム指示方向と目標方向との差
(以下、ビーム角度誤差と称する)を検出するビーム角
度誤差検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、誘導飛翔体にあっては、フェイ
ズドアレイアンテナを用いたビーム角度誤差検出装置を
搭載し、この装置で検出されるアンテナビーム指向方向
と目標方向との角度誤差の情報に基いて操舵制御を行っ
ている。このようなビーム角度誤差検出装置において、
ビーム角度誤差を正確に検出するためには、ビームの指
向精度を高める必要があるが、従来ではフェイズドアレ
イアンテナの素子数を増やす方策が取られている。
【0003】しかしながら、上記のような従来の方策で
は、フェイズドアレイアンテナの大型化が避けられず、
実用上、スペースの限られる搭載用としては限界があ
る。このため、アンテナを大型化することなくビーム角
度誤差の検出精度を高めることは、もはや非常に困難な
状況となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
ビーム角度誤差検出装置では、装置を大型化することな
く、ビーム角度誤差を検出する精度を高めることは困難
であった。そこで、この発明は、上記課題を解決すべく
なされたもので、装置を大型化することなく、高い精度
でビーム角度誤差を検出することのできるビーム角度誤
差検出装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明にかかるビーム角度誤差検出装置は、ビーム
指示角信号の可変範囲を予め区分して代表値を設定して
おき、入力されたビーム指示角信号を含む区分の代表値
を区分ビーム指示角信号として出力すると共に、この区
分ビーム指示角信号に対するビーム指向角計測値を出力
するビーム角補正器と、区分ビーム指示角信号に対する
移相量データを演算する移相量演算部と、移相量データ
に応じた指向角でビームを形成するフェイズドアレイア
ンテナと、このアンテナを通じてマイクロ波信号を送出
し、目標物からの反射波を捕捉してその入射角を目標方
向角として検出し、ビーム指向角と目標方向角との角度
誤差をビーム角度誤差信号として検出する送受信部と、
ビーム角度誤差信号とビーム指向角計測値信号とビーム
指示角信号に基いてビーム指示角と目標方向角との誤差
に相当する補正角度誤差信号を求め、この補正角度誤差
信号に基いてビーム指示角信号を更新する信号処理器と
を具備して構成するようにした。
【0006】
【作用】上記構成によるビーム角度誤差検出装置では、
ビーム角補正器により、ビーム指示角信号の可変範囲を
予め区分して代表値を設定しておき、入力されたビーム
指示角信号を含む区分の代表値を区分ビーム指示角信号
として出力すると共に、この区分ビーム指示角信号に対
するビーム指向角計測値を出力し、送受信部により、フ
ェイズドアレイアンテナを通じてマイクロ波信号を送出
し、目標物からの反射波を捕捉して目標方向角と上記ビ
ーム指向角との角度誤差をビーム角度誤差信号として検
出し、信号処理器により、ビーム角度誤差信号とビーム
指向角計測値信号とビーム指示角信号に基いてビーム指
示角と目標方向角との誤差に相当する補正角度誤差信号
を求め、この補正角度誤差信号に基いて上記ビーム指示
角信号を更新することにより、高い精度でビーム指示方
向と目標方向との角度誤差を検出する。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。図1はこの発明に係るビーム角度誤差
検出装置の構成を示すものである。この装置は基本的
に、ビーム送受信器10、信号処理器20、ビーム角補
正器30及びアンテナ制御器40で構成される。
【0008】ビーム送受信器10はフェイズドアレイア
ンテナ101及び送受信部102で構成され、信号処理
器20は角度誤差補正演算部201、角度追随演算部2
02及びビーム角遅延部203で構成され、ビーム角補
正器30はビーム角補正演算部301及びビーム角補正
テーブル302で構成され、アンテナ制御器40は移相
量演算部401で構成される。
【0009】以下、図2を参照しつつ、各処理部の機能
を説明する。図2はビーム角度、目標方向、ビーム角度
誤差の関係を示す概念図である。ビーム送受信器10に
おいて、フェイズドアレイアンテナ101は、アンテナ
制御器40からの移相量データδに応じた方向に送受信
ビームを形成するもので、送受信部102から供給され
るマイクロ波信号を放射し、ビーム輻域内の目標物から
の反射波を受信し、この受信したマイクロ波信号を送受
信部102に供給する。
【0010】送受信部102は、上述のようにフェイズ
ドアレイアンテナ101とマイクロ波信号を交換し、ビ
ームの指向角λAm と目標物からの反射波の入射角σと
の角度の差をビーム角度誤差信号εAm として検出し、
信号処理器20の角度誤差補正演算部201に供給す
る。
【0011】信号処理器20において、角度誤差補正演
算部201は、ビーム送受信器10からのビーム角度誤
差信号εAm と、ビーム角補正器30からのビーム指向
角計測値信号λAm との和から、ビーム角遅延部203
からのビーム角遅延信号λC0 を減算したものを補正角
度誤差信号ε0 として検出し、例えば操舵制御情報とし
て誘導装置(図示せず)等へ出力すると共に、角度追随
演算部202に供給する。
【0012】角度追随演算部202は、角度誤差補正演
算部201からの補正角度誤差信号ε0 とビーム角遅延
部203からのビーム角遅延信号λC0 との和をとり、
新たなビーム指示角信号λCとしてビーム角遅延部20
3に供給すると共に、ビーム角補正器30に供給する。
【0013】ビーム角遅延部203は、角度追随演算部
202からのビーム指示角信号λCを1サンプル遅延さ
せ、ビーム角遅延信号λC0 として角度誤差補正演算部
201及び角度追随演算部202に供給する。
【0014】ビーム角補正器30において、ビーム角補
正演算部301は、予め、ビーム指示角の可変範囲をn
分割(nは自然数で、n≧2)したn個の区分を定め、
各区分毎に代表値(ここでは区分の最小値とする)を定
めておき、信号処理器20からのビーム指示角信号λC
がどの区分に入るかを検出し、その区分の代表値を出力
する。例えばビーム指示角λCの存在するm番目(mは
自然数で、m≦n)の区分(λCm ≦λC<λCm+1
ならば、その区分の代表値である区分ビーム指示角信号
λCm を求め、この信号λCm をビーム角補正テーブル
302及びアンテナ制御器40の移相量演算部401に
供給する。
【0015】ビーム角補正テーブル302は、予めビー
ム角補正演算部301から出力されるn通りの区分ビー
ム指示角信号λCn それぞれに対するビーム指向角の計
測値を数値テーブルとして記憶しておき、入力に対応し
たビーム指向角をビーム指向角計測値信号λAm とし
て、角度誤差補正演算部201に供給する。
【0016】アンテナ制御器40において、移相量演算
部401は、ビーム角補正器30からの区分ビーム指示
角信号λCm により、アンテナ101の指向角を決める
移相量を演算し、移相量データδとしてフェイズドアレ
イアンテナ101に供給する。 以下、図2及び図3を
参照して、上記構成によるビーム角度誤差検出装置の動
作について説明する。図3はビーム指示角対ビーム指向
角の特性図である。
【0017】まず、運用開始前に、ビーム指示角λCの
可変範囲をn区分し、各区分の最小値を代表値として定
めてビーム角補正器30のビーム角補正演算部301に
格納しておく。また、ビーム角補正演算部301に格納
したn個の区分代表値をそれぞれ指示角としたときのビ
ーム指向角を予め計測しておき、各ビーム指向角計測値
をビーム角補正テーブル302に格納しておく。
【0018】この状態で運用が開始され、ビーム指示角
信号λCが与えられると、ビーム角補正演算部301で
はビーム指示角信号λCがどの区分に入るか検出する。
ここで、ビーム指示角信号λCがビームm番目の区分に
入ったとすると、図3に示すように、その検出区分λC
m 以上λCm+1 未満の最小値λCm が区分ビーム指示角
信号として出力される。この区分ビーム指示角信号λC
m はビーム角補正テーブル302にて対応するビーム指
向角計測値λAm に変換され、信号処理器20の角度誤
差補正演算部201に送られる。
【0019】一方、区分ビーム指示角信号λCm はアン
テナ制御器40の移相量演算部401にてアンテナ指向
角を決める移相量データδに変換されてビーム送受信器
10のフェイズドアレイアンテナ101に送られる。こ
れにより、アンテナ101から区分ビーム指示角信号λ
m により指定された方向にビームが形成される。
【0020】この状態において、フェイズドアレイアン
テナ101を通じて送受信部102によりマイクロ波信
号を送受信すると、ビーム送受信器10にて区分ビーム
指向角λAm と目標物からの反射波入射角σとの差、す
なわちビーム角度誤差信号εAm が得られる。このビー
ム角度誤差信号εAm は信号処理器20の角度誤差補正
演算部201に送られる。
【0021】ここで、上記のようにビーム指向方向を制
御し、ビーム角度誤差を検出する場合、図3中実線で示
すビーム指向特性を見て明らかなように、与えられたビ
ーム指示角λCと実際のビーム指向角とは等しくなら
ず、ビーム送受信器10から出力されるビーム角度誤差
εAm は区分ビーム指向角λAm と目標方向角σとの誤
差にすぎない。
【0022】そこで、信号処理器20の角度誤差補正部
201でビーム角度誤差信号εAmとビーム指向角計測
値信号λAm との和を求め、ビーム角遅延部203によ
り1サンプル遅延(ビーム指示角信号λCが与えられて
から対応するビーム形成によりビーム角度誤差信号εA
m が得られるまでの時間分遅延)されたビーム指示角信
号λC0 を減算する。これにより、1サンプル前のビー
ム指示角λC0 と目標方向角σとの角度誤差に相当する
補正角度誤差信号ε0 が求まる。
【0023】この角度誤差補正演算部201で得られた
補正角度誤差信号ε0 は、例えば操舵制御情報として誘
導装置(図示せず)等へ出力されるが、さらにビーム角
遅延信号λC0 と共に角度追随演算部202に送られ、
ε0 とλC0 との和を次のビーム指示角信号λCとして
更新する。以後、この演算部202で生成されたビーム
指示角信号λCに基いて上述の一連の処理がなされ、こ
れによって追尾処理が可能となる。
【0024】したがって、上記構成によるビーム角度誤
差検出装置を用いれば、ビーム指向角と目標方向角との
誤差から、ビーム指示角と目標方向角との角度誤差を検
出することが可能で、アレイアンテナ装置を大型化する
ことなく、高い精度で角度誤差を検出することができ
る。その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の
変形をしても同様の効果があることはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
アレイアンテナ装置を大型化することなく、高い精度で
ビーム角度誤差を検出するビーム角度誤差検出装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるビーム角度誤差検出装置の一
実施例の構成を示すブロック回路図である。
【図2】上記実施例のビームの角度や目標方向、角度誤
差の関係を示す概念図である。
【図3】上記実施例の処理動作を説明するためのビーム
指示角対ビーム指向角の特性図である。
【符号の説明】
10…ビーム送受信器、20…信号処理器、30…ビー
ム角補正器、40…アンテナ制御器、101…フェイズ
ドアレイアンテナ、102…送受信部、201…角度誤
差補正演算部、202…角度追随演算部、203…ビー
ム角遅延部、301…ビーム角補正演算部、302…ビ
ーム角補正テーブル、401…移相量演算部、λC…ビ
ーム指示角、λCm …区分ビーム指示角、λCm+1 …次
区分ビーム指示角、λAm …区分ビーム指向角(ビーム
指向角計測値)、λAm+1 …次区分ビーム指向角、σ…
目標方向角、εAm …ビーム角度誤差、ε0 …補正角度
誤差。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビーム指示角信号の可変範囲を予め区分
    して代表値を設定しておき、入力されたビーム指示角信
    号を含む区分の代表値を区分ビーム指示角信号として出
    力すると共に、この区分ビーム指示角信号に対するビー
    ム指向角計測値を出力するビーム角補正器と、 前記区分ビーム指示角信号に対する移相量データを演算
    する移相量演算部と、 前記移相量データに応じた指向角でビームを形成するフ
    ェイズドアレイアンテナと、 このアンテナを通じてマイクロ波信号を送出し、目標物
    からの反射波を捕捉してその入射角を目標方向角として
    検出し、前記ビーム指向角と前記目標方向角との角度誤
    差をビーム角度誤差信号として検出する送受信部と、 前記ビーム角度誤差信号と前記ビーム指向角計測値信号
    と前記ビーム指示角信号に基いて前記ビーム指示角と前
    記目標方向角との誤差に相当する補正角度誤差信号を求
    め、この補正角度誤差信号に基いて前記ビーム指示角信
    号を更新する信号処理器とを具備することを特徴とする
    ビーム角度誤差検出装置。
  2. 【請求項2】 前記信号処理器は、前記ビーム指示角信
    号を1サンプル分遅延してビーム角遅延信号として出力
    するビーム角遅延部と、 前記ビーム角度誤差信号と前記ビーム指向角計測値信号
    と前記ビーム角遅延信号から、前記ビーム指示角と前記
    目標方向角との差に相当する前記補正角度誤差信号を求
    める角度誤差補正演算部と、 前記補正角度誤差信号と前記ビーム角遅延信号から前記
    ビーム指示角信号を更新する角度追随演算部とを備える
    ことを特徴とする請求項第1記載のビーム角度誤差検出
    装置。
  3. 【請求項3】 前記ビーム角補正器は、 ビーム指示角の可変範囲を予め区分して代表値を選定し
    ておき、前記ビーム指示角信号を含む区分の代表値を区
    分ビーム指示角信号として出力するビーム角補正演算部
    と、 前記区分ビーム指示角信号のそれぞれに対するビーム指
    向角計測値信号が予め格納され、前記ビーム角補正演算
    部からの区分ビーム指示角信号に対応するビーム指向角
    計測値信号を出力するビーム角補正テーブルとを備える
    ことを特徴とする請求項第1記載のビーム角度誤差検出
    装置。
JP7008917A 1995-01-24 1995-01-24 ビーム角度誤差検出装置 Pending JPH08201517A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170201020A1 (en) * 2016-01-08 2017-07-13 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Method and device for correcting antenna phase
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CN112215403A (zh) * 2020-09-16 2021-01-12 深圳市兆威机电股份有限公司 确定角度的方法及装置

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