JPH0820507B2 - フェーズドアレイレーダ装置 - Google Patents

フェーズドアレイレーダ装置

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JPH0820507B2
JPH0820507B2 JP1188616A JP18861689A JPH0820507B2 JP H0820507 B2 JPH0820507 B2 JP H0820507B2 JP 1188616 A JP1188616 A JP 1188616A JP 18861689 A JP18861689 A JP 18861689A JP H0820507 B2 JPH0820507 B2 JP H0820507B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は,複数の目標を捕捉・追尾するフェーズド
アレイレーダ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第6図は従来のこの種のレーダ装置の構成を示す図で
あり,図中,(1)は送信機,(2)は送信機(1)が
発生する送信パルス信号を分割する送信パルス変調回
路,(3)はアレイアンテナ,(4)はアレイアンテナ
を構成する素子アンテナ,(5)は移相器,(6)は増
幅器,(7)は送受切換器,(8)は受信機,(9)は
移相器(5),増幅器(6),送受切換器(7)及び受
信機(8)で構成され素子アンテナ(4)に対応して設
けられた送受信モジュール,(10)は各受信機(8)か
ら同時に出力される信号を処理して異方向からの受信信
号を各方向毎に弁別する複数のビーム形成回路,(11)
は信号処理器,(12)は任意の方向に複数の送信ビーム
を形成するために必要な各移相器(5)の移相量を算出
する移相量算出回路である。
次に動作を第6図及び第7図を用いて説明する。
所望のパルス繰返し周期(T1+T2)の送信パルス信号
が送信機(1)で発生され送信パルス変調回路(2)に
入力される。送信パルス変調回路(2)は第7図に示す
ように送信パルス信号を目標数ここでは各々θAB
Cの方向に存在するA,B,C,Dの4目標)に対応した
4個のサブパルス(パルス幅は全て同一でτ)に分割し
各々の移相器(5)に供給され増幅器(6),送受切換
器(7)を介してアレイアンテナ(3)を構成する各素
子アンテナ(4)から放射される。このとき,各移相器
(5)には第7図に示すように各サブパルスの放射方向
θからθに順次4本の送信ビームを形成するために
必要な移相量φからφが移相量算出回路(12)で計
算され設定されている。このようにして各サブパルスは
別個の目標に向けて放射される。
一方,各目標からの反射信号はアレイアンテナ(3)
で受信され各々の送受信モジュール(9)に入力され
る。送受信モジュール(9)では送受切換器(7)を介
して受信機(8)に入力されディジタルビデオ信号に変
換されて複数(ここでは4)のビーム形成回路(10)に
同時に転送される。ビーム形成回路(10)では離散的フ
ーリエ変換を行うことにより受信信号を各目標方向毎に
弁別して信号処理器(11)に出力する。各目標方向毎に
弁別された受信信号はそれぞれ各信号処理器(11)で周
知の目標検出処理が施され,各目標の距離情報R及びR
の変化率として速度情報Vが得られ、Vが正の場合は接
近目標であり、負の場合は離遠目標である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のこの種のレーダ装置は以上のように構成されて
おり、送信と受信を同時に行うことが不可能であるの
で,目標のレンジ遅延時間よりも短いパルス繰返し周期
を用いる場合,受信信号と送信期間が一致する、すなわ
ち接近目標の場合は受信信号の前縁が送信パルス信号の
後縁と、離遠目標の場合は受信信号の後縁が送信パルス
信号の前縁と一致することにより発生する受信不能時間
が長くなるという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので,指定された特定の目標に対して受信不能時間
を短縮できるフェーズドアレイレーダ装置を得ることを
目的とする。
また,この発明の別の発明は複数の目標に対し,その
優先順位に応じて受信不能時間を短縮できるフェーズド
アレイレーダ装置を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係るフェーズドアレイレーダ装置は,指定
された特定の目標が接近目標か離遠目標かを弁別すると
ともに、この目標の受信信号が送信期間と一致する時点
を検出して各サブパルスの放射方向を決定するビーム制
御回路を設けたものである。
また,この発明の別の発明に係るフェーズドアレイレ
ーダ装置は,対処すべき複数目標が各々接近目標か離遠
目標かを弁別するとともに、これらの目標の受信信号が
各々送信期間と一致するまでの時間を検出して各サブパ
ルスの放射方向を決定するマルチビーム制御回路を設け
たものである。
〔作 用〕
この発明におけるフェーズドアレイレーダ装置は,指
定された目標が接近目標の場合には送信期間の最後に位
置するサブパルスをその目標に放射しておき目標の受信
信号と送信期間が一致することにより発生する受信不能
状態が発生する直前に送信期間の最初に位置するサブパ
ルスを放射する。一方,離遠目標の場合には送信期間の
最初に位置するサブパルスをその目標に放射しておき受
信不能状態が発生する直前に送信期間の最後に位置する
サブパルスを放射することにより受信不能時間を、目標
の受信信号が送信期間を通過する従来の時間からサブパ
ルス幅を通過する時間に短縮する。
また,この発明の別の発明におけるフェーズドアレイ
レーダ装置は,各目標の受信不能状態が発生するまでの
時間が短い順に応じて優先順位を付与し,優先順位が高
い目標から順に上記この発明におけるフェーズドアレイ
レーダレーダ装置の作用と同一の手法を適用することに
より受信不能時間を優先順位に対応して短縮する。
〔実施例〕
以下,この発明の一実施例を図について説明する。な
お,従来技術と同一の構成要素については同一番号を付
してその説明を省略する。
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図で,(13)
は指定された特定の目標の速度情報に応じて各サプパル
スの放射方向を制御するビーム制御回路である。
次に動作を第1図から第3図を用いて説明する。
第2図は各々θABCの方向に存在するA,B,
C,Dの4目標の場合を示し、指定された特定の目標がD
であり、かつ、Dはラジアル速度VDの接近目標である。
また,T1は送信期間すなわち送信パルス幅であり,T2は受
信期間である。ここで,第2図(a)に示すように,目
標のレンジ遅延時間よりも短いパルス繰返し周期(T1
T2)の送信パルス信号が送信機(1)で発生され送信パ
ルス変調回路(2)に入力される。送信パルス変調回路
(2)は第2図(b)に示すように目標数に相当した4
個のサブパルス(パルス幅は全て同一でτ)に分割し各
々の移相器(5)に分配供給され増幅器(6),送受切
換器(7)を介してアレイアンテナ(3)を構成する各
素子アンテナ(4)から放射される。このとき,各m個
の移相器(5)には各サブパルスの放射方向に順次4本
の送信ビームを形成するために必要な移相量φからφ
が移相量算出回路(12)で計算され設定されるが,各
目標への送信順序すなわち送信ビームの形成順序はビー
ム制御回路(13)で決定され,その動作を以下に述べ
る。
指定された目標がDであり,かつラジアル速度VDの接
近目標であるから,まず目標Dに対して送信期間T1の最
後に位置するサブパルスで送信する。なお,目標A,B,C
は任意であるため,ここでは,各サブパルスを目標A,B,
C,Dの順に送信するものとする。すなわち,送信ビーム
は送信期間T1中に方向θABCの順に形成され
る。今,第2図(c)に示すように目標Dからの受信信
号の前縁が送信期間と一致した、すなわち送信パルス信
号の後縁と一致したとき、このまま放置すると、レーダ
における距離R0と時間T0の関係は光速をCとするとT0
2R0/Cで表わされることから下式で与えられる受信信号
が送信期間を完全に通過するのに要するΔT1の時間だけ
送信期間と受信信号が重なることによって発生する受信
不能状態が続く。
ここで,Cは光速である。そこでビーム制御回路(13)
は信号処理器(11)から供給される目標の距離情報Rを
用いて目標Dからの受信信号が送信期間と一致する直
前、すなわち受信信号の前縁と受信パルス信号の後縁が
一致する時点を判別し、そのとき第2図(d)に示すよ
うに,目標Dに対して送信期間の最初に位置するサブパ
ルスで送信するように移相量算出回路(12)に指令する
と受信信号は第2図(e)に示すように変化する。従っ
て,この場合の目標Dの受信不能時間、すなわち第2図
(d)にDで示したサブパルスの後縁が第2図(e)に
Dで示した受信信号の前縁と一致してから、上記サブパ
ルスの前縁が上記受信信号の後縁と一致するまでの時間
ΔT2は下式で表わさる。
2τ<(T1+τ)であるから明らかにΔT2<ΔT1であ
る。
一方,指定された目標Dが離遠目標である場合には第
3図に示すように,まず送信期間の最初に位置するサブ
パルスで送信し受信不能状態が発生する直前、すなわち
受信信号の後縁が送信パルス信号の前縁と一致したとき
に、送信期間の最後に位置するサブパルスで送信するよ
うに制御する。
また,第4図はこの発明の別の発明における一実施例
を示す構成図であり,図中,(1)〜(12)は従来技術
と同一の構成要素である。(14)は対処すべき複数目標
の速度情報及びレンジ遅延時間に応じて各サブパルスの
放射方向を制御するマルチビーム制御回路である。
次に動作を第4図及び第5図を用いて説明する。
第5図は目標がA,B,C,Dの4目標で,目標Aはラジア
ル速度がVAでBは同VBの接近目標であり、Cはラジアル
速度VCでDは同VDの離遠目標の場合である。また,目標
のレンジ遅延時間より短いパルス繰返し周期(T1+T2
が用いられており,上記この発明のフェーズドアレイレ
ーダ装置では指定された1目標に対して受信不能時間の
短縮を図ったが,ここではマルチビーム制御回路(14)
が各目標に優先順位を付与し,これに基づいて各目標へ
の送信順序すなわち送信ビームの形成順序を決定する。
以下に優先順位決定法を述べる。
優先順位は各目標からの受信信号が受信不能状態を起
こすまでの余裕時間の短い順とする。従って,第5図の
場合,接近目標A及びBに対してはそれぞれ第(3)式
及び第(4)式,離遠目標C及びDについてはそれぞれ
第(5)式及び第(6)式で表わされる上記余裕時間が
短い順に各目標に優先順位を付与する。
今,Tma<Tmd<Tmb<Tmcとすると,各目標の優先順位
は目標A,D,B,Cの順になり,A及びBは接近目標でC及び
Dは離遠目標であるから第5図(b)に示すように各サ
ブパルスを目標D,C,B,Aの順に送信し,目標Aが受信不
能状態になる直前に第5図(d)に示すように各サブパ
ルスをA,D,C,Bの順に送信する。このように各目標の優
先順位に応じて上記この発明のフェーズドアレイレーダ
装置の場合と同一の送信タイミング制御を行う。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり,指定された特定の目
標の受信信号が送信期間と一致する直前に、その目標に
向けて放射されるサブパルスの送信期間内での位置を変
更することにより受信不能時間を短縮し得るという効果
がある。
また,この発明の別の発明は,各目標の受信信号が各
々送信期間と一致するまでの時間が短い順に優先順位を
付与し、優先順位が高い目標の受信信号が送信期間と一
致する直前に、その目標に向けて放射されるサブパルス
の送信期間内での位置を変更することにより受信不能時
間を優先順位に応じて短縮し得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す構成図,第2図及び
第3図はこの発明の動作説明図,第4図はこの発明の別
の発明における一実施例を示す構成図,第5図はこの発
明の別の発明の動作説明図,第6図は従来のこの種のレ
ーダ装置の構成図,第7図は従来のこの種のレーダ装置
の動作説明図である。 図において,(1)は送信機,(2)は送信パルス変調
回路,(3)はアレイアンテナ,(4)は素子アンテ
ナ,(5)は移相器,(6)は増幅器,(7)は送受切
換器,(8)は受信機,(9)は送受信モジュール,
(10)はビーム形成回路,(11)は信号処理器,(12)
は移相量算出回路,(13)はビーム制御回路,(14)は
マルチビーム制御回路である。 なお,各図中,同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アレイアンテナの各素子アンテナに対応し
    て設けられた移相器を用いて送信パルス信号の位相制御
    を行うことにより任意の方向を指向する送信ビームを形
    成して目標を捕捉・追尾するフェーズドアレイレーダ装
    置において、上記送信パルス信号を目標数に応じた複数
    のサブパルスに分割して上記各移相器に供給する送信パ
    ルス変調回路と、指定された目標が接近目標か離遠目標
    かを弁別し、接近目標の場合は送信パルス信号の最後に
    位置するサブパルスを目標方向に放射しておき、受信信
    号の前縁が送信パルス信号の後縁と一致する時点を検出
    したとき送信パルス信号の最初に位置するサブパルスを
    目標方向に放射し、一方、離遠目標の場合は送信パルス
    信号の最初に位置するサブパルスを目標方向に放射して
    おき受信信号の後縁が送信パルス信号の前縁と一致する
    時点を検出したとき送信パルス信号の最後に位置するサ
    ブパルスを目標方向に放射するビーム制御回路と、これ
    ら各サブパルスの放射方向に送信ビームを形成するため
    に必要な上記各移相器の移相量を算出する移相量算出回
    路と、上記サブパルス毎の目標からの反射信号をアレイ
    アンテナ及び上記各素子アンテナに対向して設けられた
    受信機を介して受信しこれら各サブパルスの放射方向に
    受信ビームを形成する複数のビーム形成回路とを具備し
    たフェーズドアレイレーダ装置。
  2. 【請求項2】アレイアンテナの各素子アンテナに対応し
    て設けられた移相器を用いて送信パルス信号の位相制御
    を行うことにより任意の方向を指向する送信ビームを形
    成して目標を捕捉・追尾するフェーズドアレイレーダ装
    置において、上記送信パルス信号を目標数に応じた複数
    のサブパルスに分割して上記各移相器に供給する送信パ
    ルス変調回路と、対処すべき複数目標が各々接近目標か
    離遠目標かを弁別し、特定の目標が接近目標の場合は送
    信パルスの最後に位置するサブパルスを目標方向に放射
    しておき受信信号の前縁が送信パルスの後縁と一致する
    時点を検出したとき送信パルスの最初に位置するサブパ
    ルスを目標方向に放射し、一方、離遠目標の場合は送信
    パルス信号の最初に位置するサブパルスを目標方向に放
    射しておき受信信号の後縁が送信パルス信号の前縁と一
    致する時点を検出したとき送信パルス信号の最後に位置
    するサブパルスを目標方向に放射する手段を備え、接近
    目標の場合は受信信号の前縁が送信パルスの後縁と一致
    するまでの時間及び離遠目標の場合は受信信号の後縁が
    送信パルス信号の前縁と一致するまでの時間が短かい順
    に上記手段を適用するマルチビーム制御回路と、これら
    各サブパルスの放射方向に送信ビームを形成するために
    必要な上記各移相器の移相量を算出する移相量算出回路
    と、上記各サブパルス毎の目標からの反射信号をアレイ
    アンテナ及び上記各素子アンテナに対向して設けられた
    受信機を介して受信し、これら各サブパルスの放射方向
    に受信ビームを形成する複数のビーム形成回路とを具備
    したフェーズドアレイレーダ装置。
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