JPH0823582B2 - レ−ダ装置 - Google Patents

レ−ダ装置

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JPH0823582B2
JPH0823582B2 JP62207003A JP20700387A JPH0823582B2 JP H0823582 B2 JPH0823582 B2 JP H0823582B2 JP 62207003 A JP62207003 A JP 62207003A JP 20700387 A JP20700387 A JP 20700387A JP H0823582 B2 JPH0823582 B2 JP H0823582B2
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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、レーダ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置として第2図に示すものがあっ
た。
図において、1はアンテナ、2は位相制御器、3は送
信機、4は受信機、5は情報処理装置、6はディスプレ
イ装置である。
次に動作について説明する。アンテナ1は1次元フェ
イズドアレイアンテナであり、送信機3により励振され
送信する。電子ビーム(a)は、アンテナ1内の位相制
御器により制御され、図に示すように電子走査(b)す
る。電子走査の細部は第3図に示す通りで、仰角方向に
は電子走査,方位方向には機械的にアンテナを回転する
ことで実現されている。その結果、第4図に示すよう
に、空間を所要の仰角で360度全周走査することができ
る。
第3図に航空機を示す。電子走査した覆域内に航空機
7がいると、電波は航空機7にて反射し、第2図のアン
テナ1で受信され、応答信号(c)が受信機4に入り、
受信機4からビデオ信号(d)として得られる。情報処
理装置5では、ビデオ信号(d)から第5図に示す処理
が行われる。
以下第5図を用いて説明すると、第2図のビデオ信号
(d)から、航空機の応答のみを検出し目標情報を入力
する。(ステップ10)。次に目標相関において、仮航跡
ファイル航跡ファイルとの相関処理を行う(ステップ1
1)。仮航跡ファイルには、前回のアンテナ回転時、目
標情報として入力され、未だ相関がとられていない情報
が、一方、航跡ファイルには、仮航跡情報と目標情報と
の相関がとられ、本当の航空機として判定され追尾処理
されている情報が記憶されている。
ここで、航空機からの目標が初めて(1回目)入力を
した場合、2回目の入力をした場合のそれぞれについて
説明する。
目標情報が初めて(1回目)入力すると、目標相関と
するが、仮航跡ファイル及び航跡ファイルとも相関がと
れない。従って、その目標情報は、仮航跡ファイルに登
録し、終了する(ステップ12,13)。目標情報の2回目
が入力すると、1回目と同様、目標相関を行う。1回目
の入力時、即ち前回のアンテナ回転時、仮航跡ファイル
に登録してあるので、目標相関の結果、目標情報は仮航
跡ファイルの情報と相関がとられ、航跡ファイルを更新
し(ステップ14)、追尾処理を行うことになる。
この様にして、第2図の情報処理装置5の出力から追
尾情報(e)がディスプレイ装置6に送られ、表示され
る。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のレーダ装置は、以上のように構成されているの
で、目標を追尾するまで1回目の目標検出後、さらにア
ンテナ回転の1回転分の所要時間を必要とし、ミサイル
などの高速に侵入する脅威に対抗する時間が得られない
などの問題点があった。
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、1回目の目標検出後、短時間に目標を追
尾することができるあるいは本レーダ装置の動揺がビー
ムに反映しないようにすることができるレーダ装置を得
ることを目的とする。
〔問題を解決するための手段〕
この発明に係るレーダ装置は、目標に対し電波を送受
信するための2次元フェイズドアレイアンテナと、該2
次元フェイズドアレイアンテナを励振する送信手段と、
上記2次元フェイズドアレイアンテナにより受信された
応答信号を復調する受信手段と、上記2次元フェイズド
アレイアンテナを機械的に方位角方向に駆動させるアン
テナ駆動手段と、目標を検出して当該目標の航跡を追尾
するよう電子走査ビームを電子走査させる情報処理手段
とを備え、上記情報処理手段は、上記受信手段からのビ
デオ信号あるいは外部からの情報を処理して電子走査ビ
ームを仰角方向に走査すべく上記2次元フェイズドアレ
イアンテナ内の位相制御手段に対しビーム線制御情報を
出力する第1のビーム制御処理手段と、上記ビデオ信号
を処理して目標情報として入力され未だ相関がとられて
いない目標候補を仮登録する仮登録手段と、上記仮登録
した目標候補の方位角情報およびこれより一回転未満の
方位角方向の駆動がなされた現時点での電子走査ビーム
の方位角情報を用いて電子走査ビームが上記目標候補に
向くように上記2次元フェイズドアレイアンテナ内の上
記位相制御手段を制御する第2のビーム制御処理手段
と、当該目標候補に向く電子走査ビームにより探知され
た目標候補と上記仮登録した目標情報との相関処理を行
う相関処理手段と、当該相関処理により目標であると判
定がなされた目標候補を本登録する本登録手段とを有す
るようにしたものである。
また、この発明に係るレーダ装置は、上記情報処理手
段が、外部から入力される、本レーダ装置の動揺量に応
じてこれを打ち消すように上記第1のビーム制御処理手
段を制御して上記電子走査ビームの走査方向を補正する
ビーム走査方向補正手段を有するようにしたものであ
る。
〔作用〕 この発明においては、上述のように構成したことによ
り、従来の1次元フェズドアレイアンテナではアンテナ
を機械的に1回転した後にしか2回目の目標検出を行う
ことができず、目標相関をとるまでに長い時間を要して
いたのを、瞬時に目標に向けて電子ビームを振ることが
でき、短時間のうちに2回目の目標検出が可能になる。
また、この発明においては、上述のように構成したこ
とにより、レーダ装置の動揺量を打ち消すようにビーム
の制御がなされるので、レーダ装置の動揺による影響を
排除することが可能になる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図にこの発明の一実施例によるレーダ装置を示
し、図において、1aは2次元フェイズドアレイアンテ
ナ、2aは位相制御器、3は送信機、4は受信機、5aは情
報処理装置、6はディスプレイ装置である。
次に動作について説明する。アンテナ1aは2次元フィ
イズドアレイアンテナであり、送信機3より励振され送
信する。電子ビームaは情報処理装置5aからのビーム制
御信号fに基づきアンテナ1aの内にある位相制御器2aが
動作し、位相制御器2aの制御により電子走査する。
通常の基本的な電子ビームの動きは、第3図に示す様
に仰角方向に電子走査、方位方向には機械的にアンテナ
を回転し、第4図の様に、空間を所要の仰角で360゜全
周走査する。第3図に航空機を示す。電子走査した覆域
内に航空機7がいると、電波は航空機に反射し、第1図
のアンテナ1aで受信され応答信号(c)が受信機4に入
り、受信機4からビデオ信号(d)として得られる。情
報処理装置5aでは、ビデオ信号(d)に対して第6図に
示す処理を行う。
以下、第6図を用いて説明する。第1図のビデオ信号
(d)から航空機の応答のみを検出し目標情報に入力す
る(ステップ20)。次に目標相関において、仮航跡ファ
イル及び航跡ファイルとの相関処理を行う(ステップ2
1)。仮航跡ファイルには、前回のアンテナ回転時、又
は現時点以前に目標情報として入力され、未だ相関が取
られていない情報が、一方、航跡ファイルには仮航跡情
報と目標情報との相関がとられ、本当の航空機として判
定され、追尾処理されている情報が記憶されている。
ここで、航空機からの目標情報が初めて(1回目)入
力をした場合の処理を説明する。
目標情報が初めて(1回目)入力すると目標相関をと
るが(ステップ22)、仮航跡ファイル及び航跡ファイル
に情報がないため相関がとれない。従って、その目標情
報は仮航跡ファイルに登録する(ステップ23)。この処
理が第7図でAZ1の時点の処理である。
このような処理をしている間もアンテナは回転し、電
子ビームは空間を電子走査している。仮航跡ファイルに
登録した目標情報は、方位、距離、仰角を有しているの
で、ビーム制御の処理で、現時点の方位(第7図のAZ
2)と目標情報の方位(第7図のAZ1)とを比較し方位差
を求め、ビーム制御情報(f)として、方位(第7図の
AZ2からAZ1の差)、仰角を第1図のアンテナ1aの移相制
御機2aへ送出する(ステップ24)。このようにすると初
めて(1回目)入力した目標情報の航空機の方向に電子
ビームが向くので電波は航空機に反射し、第1図のアン
テナ1aで受信され、応答信号(c)が受信機4に入り、
受信機4からビデオ信号(d)として得られる。
情報処理装置5では、2回目の目標情報が入力する
と、1回目と同様、目標相関を行う。1回目の入力時、
仮航跡ファイルに登録してあるので目標相関の結果、目
標情報は仮航跡ファイルの情報と相関がとられ、その結
果は航跡ファイルに登録され、仮航跡ファイルの情報は
消される。以後のアンテナ回転時、目標情報が入力する
と航跡ファイルと相関がとられ、航跡ファイルを更新し
(ステップ25)追尾処理を行うことになる。
このようにして、第1図の情報処理装置5aの出力から
追尾情報(e)がディスプレイ装置6に送られ、表示す
る。
なお第6図の「ビーム制御」の処理にアンテナ回転36
0゜をnセクタに分割し、ひとつのセクタ内で最もレー
ダに近い目標を仮航跡情報の方位,仰角に対しビームを
向ける処理を加えることにより、上述のような探知を全
方位について行うことができる。
また、上記実施例では、目標を初探知し追尾処理する
までの時間を短縮するために電子ビームを目標の方向に
向け探知する場合について説明したが、艦船に搭載した
レーダにおいて、船の動揺を補正し、船が動揺しない状
態と同じように電子ビームを走査する実施例がある。第
1図の例では、初めて入力した目標情報の方向に電子ビ
ームを向けるようビーム制御情報(f)を出力したが、
第8図のように、入力端子7及び入力端子8を設け、入
力端子7からピッチ信号、入力端子8からロール信号を
取り込むことにより船の動揺状態を知ることができるの
で、これに基づき、電子ビームの走査方向を補正し、船
の動揺状態がないような電子ビームの出力ができるレー
ダ装置を得ることができる。
第9図に船の動揺信号の定義を示す。地球座標系
(XE,YE,ZE)を基準座標系とする。船体座標系(XS,YS,
ZS)は船体の重心に原点をとり、XS軸、YS軸をロール
軸、ピッチ軸にとる。第10図は基準座標系での電子ビー
ムの1点をPEとしたとき船の動揺を無視すると、電子ビ
ームはPSの方向へ向けられ、船の動揺により電子ビーム
がゆらいでしまう。
第11図をもとに船体が動揺したとき、基準座標系に対
し補正する処理を説明する。
第11図の基準座標系でアンテナ方位AZE、仰角ELEのビ
ームの一点をPE(XE,YE,ZE)としたとき、次のように表
現できる。
XE=cos ELE・cos AZE …(1) YE=−cos ELE・sin AZE …(2) ZE=sin ELE …(3) とする。
又、船体座標系でビームの一点をPS(XS,YS,ZS)とし
たとき、次のように表現できる。
とする。
基準座標でのビームの一点PE(XE,YE,ZE)を、船体座
標のビームの一点(XS,YS,ZS)に座標変換すると次のよ
うになる。
従って、式(8)より得られた表XS,YS,ZSから式
(6)及び(7)により,船体座標のアンテナ方位AZS
と仰角ELSが求められる。
第8図におけるビーム制御情報fとして、方位はAZS
−AZEを、仰角はELSを出力する。
アンテナ方位及び仰角は順次変化するので、この変化
に同期して以上の処理を行うことにより、船の動揺があ
っても、基準座標となる様、船の動揺を補正し電子ビー
ムを指示することができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係るレーダ装置によれば、
目標に対し電波を送受信するための2次元フェイズドア
レイアンテナと、該2次元フェイズドアレイアンテナを
励振する送信手段と、上記2次元フェイズドアレイアン
テナにより受信された応答信号を復調する受信手段と、
上記2次元フェイズドアレイアンテナを機械的に方位角
方向に駆動させるアンテナ駆動手段と、目標を検出して
当該目標の航跡を追尾するよう電子走査ビームを電子走
査させる情報処理手段とを備え、上記情報処理手段は、
上記受信手段からのビデオ信号あるいは外部からの情報
を処理して電子走査ビームを仰角方向に走査すべく上記
2次元フェイズドアレイアンテナ内の位相制御手段に対
しビーム線制御情報を出力する第1のビーム制御処理手
段と、上記ビデオ信号を処理して目標情報として入力さ
れ未だ相関がとられていない目標候補を仮登録する仮登
録手段と、上記仮登録した目標候補の方位角情報および
これより一回転未満の方位角方向の駆動がなされた現時
点での電子走査ビームの方位角情報を用いて電子走査ビ
ームが上記目標候補に向くように上記2次元フェイズド
アレイアンテナ内の上記位相制御手段を制御する第2の
ビーム制御処理手段と、当該目標候補に向く電子走査ビ
ームにより探知された目標候補と上記仮登録した目標情
報との相関処理を行う相関処理手段と、当該相関処理に
より目標であると判定がなされた目標候補を本登録する
本登録手段とを有するようにしたので、瞬時に目標に向
けて電子ビームを振ることができ、短時間のうちに2回
目の目標検出が可能になり、目標追尾処理を短時間のう
ちに実行することが可能となる効果がある。
また、この発明に係るレーダ装置によれば、上記情報
処理手段が、外部から入力される、本レーダ装置の動揺
量に応じてこれを打ち消すように上記第1のビーム制御
処理手段を制御して上記電子走査ビームの走査方向を補
正するビーム走査方向補正手段を有し、フェイズドアレ
イアンテナの動揺量についてもこれを情報処理装置に入
力し、これに応じて仰角,方位角を座標変換するように
したので、レーダ装置の動揺の影響をなくすことができ
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によるレーダ装置を示す
図、第2図は従来のレーダ装置を示す図、第3図は電子
ビームの動きを示す図、第4図は電子ビームの空間の電
子走査を示す図、第5図は従来の情報処理装置の処理を
示すフローチャート図、第6図はこの発明の情報処理装
置の処理を示すフローチャート図、第7図はこの発明の
電子ビームの動きを示す図、第8図はこの発明の他の実
施例による動揺修正をするレーダ装置を示す図、第9図
は船のロールとピッチを示す図、第10図は船の動揺によ
る電子ビームのゆらぎを示す図、第11図は船の動揺によ
る電子ビームのゆらぎを補正を示す図である。 図において、1はアンテナ、1aは2次元フローチャー
ト、2は位相制御器、3は送信機、4は受信機、5,5aは
情報処理装置、6はディスプレイ装置、7は入力端子、
8は入力端子、aは電子ビーム、bは電子ビームの動
き、cは応答信号、dはレーダビデオ、eは追尾装置、
fはビーム制御信号、9はピッチ信号、hはロール信号
である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】目標に対し電波を送受信するための2次元
    フェイズドアレイアンテナと、 該2次元フェイズドアレイアンテナを励振する送信手段
    と、 上記2次元フェイズドアレイアンテナにより受信された
    応答信号を復調する受信手段と、 上記2次元フェイズドアレイアンテナを機械的に方位角
    方向に駆動させるアンテナ駆動手段と、 目標を検出して当該目標の航跡を追尾するよう電子走査
    ビームを電子走査させる情報処理手段とを備え、 上記情報処理手段は、 上記受信手段からのビデオ信号あるいは外部からの情報
    を処理して電子走査ビームを仰角方向に走査すべく上記
    2次元フェイズドアレイアンテナ内の位相制御手段に対
    しビーム線制御情報を出力する第1のビーム制御処理手
    段と、 上記ビデオ信号を処理して目標情報として入力され未だ
    相関がとられていない目標候補を仮登録する仮登録手段
    と、 上記仮登録した目標候補の方位角情報およびこれより一
    回転未満の方位角方向の駆動がなされた現時点での電子
    走査ビームの方位角情報を用いて電子走査ビームが上記
    目標候補に向くように上記2次元フェイズドアレイアン
    テナ内の上記位相制御手段を制御する第2のビーム制御
    処理手段と、 当該目標候補に向く電子走査ビームにより探知された目
    標候補と上記仮登録した目標情報との相関処理を行う相
    関処理手段と、 当該相関処理により目標であると判定がなされた目標候
    補を本登録する本登録手段とを有するものであることを
    特徴とするレーダ装置。
  2. 【請求項2】上記情報処理手段は、外部から入力され
    る、本レーダ装置の動揺量に応じてこれを打ち消すよう
    に上記第1のビーム制御処理手段を制御して上記電子走
    査ビームの走査方向を補正するビー走査方向補正手段を
    有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレ
    ーダ装置。
JP62207003A 1987-08-20 1987-08-20 レ−ダ装置 Expired - Fee Related JPH0823582B2 (ja)

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JPS6449991A JPS6449991A (en) 1989-02-27
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JPH0749889A (ja) * 1993-08-06 1995-02-21 Tetsuya Udagawa 建築用cad装置
EP2866051B1 (en) 2013-10-23 2018-10-03 Ladar Limited A laser detection and ranging device for detecting an object under a water surface
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JPH0627808B2 (ja) * 1984-10-04 1994-04-13 防衛庁技術研究本部長 レ−ダ装置

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