JPH09127241A - レーダ装置 - Google Patents
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- JPH09127241A JPH09127241A JP7284043A JP28404395A JPH09127241A JP H09127241 A JPH09127241 A JP H09127241A JP 7284043 A JP7284043 A JP 7284043A JP 28404395 A JP28404395 A JP 28404395A JP H09127241 A JPH09127241 A JP H09127241A
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- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
- G01S13/426—Scanning radar, e.g. 3D radar
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S13/06—Systems determining position data of a target
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- G01S13/524—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds using transmissions of interrupted pulse modulated waves based upon the phase or frequency shift resulting from movement of objects, with reference to the transmitted signals, e.g. coherent MTi
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- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信アンテナパターンの制御にて不足する覆
域端の感度向上と覆域全体の均一化を実現する。 【解決手段】 送信時は、送信機２で発生される一つの
繰返し送信パルスを可変分配器３により互いに周波数の
異なる複数のサブパルスに分割し、各サブパルスをそれ
ぞれ移相器４１〜４ｍにより複数の仰角方向に割り当て
て送信するアンテナ装置１から送信する。受信時は、複
数の仰角または俯角範囲からの送信サブパルスによる反
射信号をアンテナ装置１で捕捉して複数の受信機６１〜
６ｍ及びＥＬ合成部８１〜８ｎで同時受信する。その受
信チャンネル数は前記送信サブパルス数以上有する。受
信時の同時受信チャンネルは、近距離に対しては広い仰
角範囲をカバーし、遠距離になるに従って狭い仰角範囲
に集中させるように、受信チャンネルの受信仰角範囲を
演算処理部１３で演算して時間により制御する。
域端の感度向上と覆域全体の均一化を実現する。 【解決手段】 送信時は、送信機２で発生される一つの
繰返し送信パルスを可変分配器３により互いに周波数の
異なる複数のサブパルスに分割し、各サブパルスをそれ
ぞれ移相器４１〜４ｍにより複数の仰角方向に割り当て
て送信するアンテナ装置１から送信する。受信時は、複
数の仰角または俯角範囲からの送信サブパルスによる反
射信号をアンテナ装置１で捕捉して複数の受信機６１〜
６ｍ及びＥＬ合成部８１〜８ｎで同時受信する。その受
信チャンネル数は前記送信サブパルス数以上有する。受
信時の同時受信チャンネルは、近距離に対しては広い仰
角範囲をカバーし、遠距離になるに従って狭い仰角範囲
に集中させるように、受信チャンネルの受信仰角範囲を
演算処理部１３で演算して時間により制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば遠距離対空
用のレーダ装置に係り、特にレーダ覆域内での受信感度
を均一化する技術に関する。
用のレーダ装置に係り、特にレーダ覆域内での受信感度
を均一化する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、遠距離対空用のレーダ装置にあっ
ては、捜索すべき覆域の最大距離と最大高度が限定され
ている。但し、この捜索覆域は、近距離においては広い
仰角範囲をカバーする必要があるが、遠距離においては
狭い仰角範囲で十分であり、図７に示すような範囲とな
っている。
ては、捜索すべき覆域の最大距離と最大高度が限定され
ている。但し、この捜索覆域は、近距離においては広い
仰角範囲をカバーする必要があるが、遠距離においては
狭い仰角範囲で十分であり、図７に示すような範囲とな
っている。
【０００３】これに対して、従来では (1)アンテナパタ
ーンを cosec2 θ（θ：仰角）に従うように整形するこ
とで受信感度を覆域に適合させる、あるいは (2)アンテ
ナパターンを低仰角方向から順にアンテナ指向方向を高
仰角方向に移していき、その度に例えば送信パルス幅を
変えて受信感度を調整し、覆域に適合させる等の方法で
覆域内の感度を均一化して、エネルギーとして無駄のな
い送信を行えるようにしている。
ーンを cosec2 θ（θ：仰角）に従うように整形するこ
とで受信感度を覆域に適合させる、あるいは (2)アンテ
ナパターンを低仰角方向から順にアンテナ指向方向を高
仰角方向に移していき、その度に例えば送信パルス幅を
変えて受信感度を調整し、覆域に適合させる等の方法で
覆域内の感度を均一化して、エネルギーとして無駄のな
い送信を行えるようにしている。
【０００４】しかしながら、 (1)の方法では、アンテナ
パターンを整形するため、最大利得が２〜３ｄＢ程度低
下して最大距離が短くなってしまう。また、 (2)の方法
では、仰角範囲が広いため、一つの方位方向に対して送
受信が全仰角について終了するまでの時間が長くかか
る。よって、アンテナの回転数（走査速度）が遅くな
り、データの得られる間隔が長くなってしまう。
パターンを整形するため、最大利得が２〜３ｄＢ程度低
下して最大距離が短くなってしまう。また、 (2)の方法
では、仰角範囲が広いため、一つの方位方向に対して送
受信が全仰角について終了するまでの時間が長くかか
る。よって、アンテナの回転数（走査速度）が遅くな
り、データの得られる間隔が長くなってしまう。
【０００５】また、 (1)、(2) のいずれの方法によって
も、地面等の反射による不要信号（クラッタ）の受信レ
ベルが近距離になるに従って急速に増大することから、
近距離でのダイナミックレンジを抑えなければならな
い。そこで、従来のレーダ装置では、距離が近付くに従
ってシステムの感度が下がるように調整するＳＴＣ（Se
nsitivity Time Control：感度時間制御）と称される技
術を一般に用いている。
も、地面等の反射による不要信号（クラッタ）の受信レ
ベルが近距離になるに従って急速に増大することから、
近距離でのダイナミックレンジを抑えなければならな
い。そこで、従来のレーダ装置では、距離が近付くに従
ってシステムの感度が下がるように調整するＳＴＣ（Se
nsitivity Time Control：感度時間制御）と称される技
術を一般に用いている。
【０００６】例えば (1)の方法におけるＳＴＣ処理は、
cosec2 θよりも高仰角のアンテナ利得を高めに保つブ
ーストアップと呼ばれる整形を施す。しかしながら、こ
のＳＴＣ処理は、近距離受信信号に対して減衰をかけつ
つ高仰角の受信角度を保持するため、アンテナの最大利
得が低下してしまう。
cosec2 θよりも高仰角のアンテナ利得を高めに保つブ
ーストアップと呼ばれる整形を施す。しかしながら、こ
のＳＴＣ処理は、近距離受信信号に対して減衰をかけつ
つ高仰角の受信角度を保持するため、アンテナの最大利
得が低下してしまう。
【０００７】以上述べた問題を解決する先行技術とし
て、特開平５−１７４８２３号公報（特願平４−３２４
２２４号）に受信アンテナパターンの制御を行うレーダ
装置が開示されている。このレーダ装置では、捜索覆域
内の感度を均一にするため、距離に応じてアンテナパタ
ーンを制御する、すなわち送信直後の近距離では広いア
ンテナビーム幅のパターンを用いるが、遠距離になるに
従って狭いビーム幅のパターンを用いることを主眼とす
るものである。
て、特開平５−１７４８２３号公報（特願平４−３２４
２２４号）に受信アンテナパターンの制御を行うレーダ
装置が開示されている。このレーダ装置では、捜索覆域
内の感度を均一にするため、距離に応じてアンテナパタ
ーンを制御する、すなわち送信直後の近距離では広いア
ンテナビーム幅のパターンを用いるが、遠距離になるに
従って狭いビーム幅のパターンを用いることを主眼とす
るものである。
【０００８】しかしながら、上記先行技術例の構成によ
るレーダ装置では、ある程度まで覆域内の感度均一化を
実現できるものの、単一の受信ビームで所要覆域形状を
カバーできるとは限らない。これに対処するためビーム
幅の広いパターンを使うと、覆域端で感度不足になると
いう新たな問題が発生する。
るレーダ装置では、ある程度まで覆域内の感度均一化を
実現できるものの、単一の受信ビームで所要覆域形状を
カバーできるとは限らない。これに対処するためビーム
幅の広いパターンを使うと、覆域端で感度不足になると
いう新たな問題が発生する。
【０００９】特に、遠距離レーダにおいて感度不足が起
こりがちになるのは覆域最遠方であるため、ビームを稠
密に形成することで感度を均一にし感度不足を補うこと
ができるが、単一受信ビームであるため、実現性が困難
であった。
こりがちになるのは覆域最遠方であるため、ビームを稠
密に形成することで感度を均一にし感度不足を補うこと
ができるが、単一受信ビームであるため、実現性が困難
であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のレーダ装置では、ある程度まで覆域内の感度均一化
を実現できるものの、単一の受信ビームであるゆえ所要
覆域形状をカバーできるとは限らず、覆域端まで感度を
均一化し、感度低下を抑制することは極めて困難であっ
た。
来のレーダ装置では、ある程度まで覆域内の感度均一化
を実現できるものの、単一の受信ビームであるゆえ所要
覆域形状をカバーできるとは限らず、覆域端まで感度を
均一化し、感度低下を抑制することは極めて困難であっ
た。
【００１１】本発明の課題は、上記の問題を解決し、受
信アンテナパターンの制御にて不足する覆域端の感度向
上と全覆域の均一化を同時に実現するレーダ装置を提供
することにある。
信アンテナパターンの制御にて不足する覆域端の感度向
上と全覆域の均一化を同時に実現するレーダ装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、第１の発明に係るレーダ装置は、所要の仰角範囲
に一つの繰返し送信パルスを送出する送信手段と、前記
送信パルスの仰角範囲より狭い範囲からの反射信号を受
信する受信チャンネルを複数有する受信手段と、前記受
信手段に対し、近距離では広い仰角範囲をカバーし、遠
距離になるに従って狭い仰角範囲をカバーするように前
記各受信チャンネルの受信する仰角範囲を時間により制
御する受信範囲制御手段とを具備することを特徴とす
る。
めに、第１の発明に係るレーダ装置は、所要の仰角範囲
に一つの繰返し送信パルスを送出する送信手段と、前記
送信パルスの仰角範囲より狭い範囲からの反射信号を受
信する受信チャンネルを複数有する受信手段と、前記受
信手段に対し、近距離では広い仰角範囲をカバーし、遠
距離になるに従って狭い仰角範囲をカバーするように前
記各受信チャンネルの受信する仰角範囲を時間により制
御する受信範囲制御手段とを具備することを特徴とす
る。
【００１３】すなわち、所要の仰角範囲に一つの送信パ
ルスで送信し、その仰角範囲より狭い範囲からの反射信
号を受信する受信チャンネルを複数有し、近距離では広
い仰角範囲をカバーし、遠距離になるに従って狭い仰角
範囲をカバーするように前記各受信チャンネルの受信す
る仰角範囲を時間により制御する。
ルスで送信し、その仰角範囲より狭い範囲からの反射信
号を受信する受信チャンネルを複数有し、近距離では広
い仰角範囲をカバーし、遠距離になるに従って狭い仰角
範囲をカバーするように前記各受信チャンネルの受信す
る仰角範囲を時間により制御する。
【００１４】第２の発明に係るレーダ装置は、一つの繰
返し送信パルスを互いに周波数の異なる複数のサブパル
スで構成し、各サブパルスをそれぞれ複数の仰角の互い
に異なる方向に割り当てて送信する送信手段と、この手
段で割当られた複数の仰角範囲からの前記送信サブパル
スによる反射信号を同時受信する前記送信サブパルス数
以上の複数の受信チャンネルを持つ受信手段と、前記受
信手段に対し、受信時の同時受信チャンネルを、近距離
に対しては広い仰角範囲をカバーし、遠距離になるに従
って狭い仰角範囲に集中させるように前記受信チャンネ
ルの受信仰角範囲を時間により制御する受信範囲制御手
段とを具備することを特徴とする。
返し送信パルスを互いに周波数の異なる複数のサブパル
スで構成し、各サブパルスをそれぞれ複数の仰角の互い
に異なる方向に割り当てて送信する送信手段と、この手
段で割当られた複数の仰角範囲からの前記送信サブパル
スによる反射信号を同時受信する前記送信サブパルス数
以上の複数の受信チャンネルを持つ受信手段と、前記受
信手段に対し、受信時の同時受信チャンネルを、近距離
に対しては広い仰角範囲をカバーし、遠距離になるに従
って狭い仰角範囲に集中させるように前記受信チャンネ
ルの受信仰角範囲を時間により制御する受信範囲制御手
段とを具備することを特徴とする。
【００１５】すなわち、一つの送信パルスが、互いに周
波数の異なる複数のサブパルスから構成されており、複
数の仰角方向に上記サブパルスを割り当てて送信する送
信手段を持ち、受信時は複数の仰角範囲からのエコーを
同時受信する前記送信サブパルス数以上の複数の受信チ
ャンネルを持つ受信手段を持ち、受信時の同時受信チャ
ンネルを近距離に対しては広い仰角範囲をカバーし、遠
距離になるに従って狭い仰角範囲に集中させるように前
記受信チャンネルの受信仰角範囲を時間により制御す
る。
波数の異なる複数のサブパルスから構成されており、複
数の仰角方向に上記サブパルスを割り当てて送信する送
信手段を持ち、受信時は複数の仰角範囲からのエコーを
同時受信する前記送信サブパルス数以上の複数の受信チ
ャンネルを持つ受信手段を持ち、受信時の同時受信チャ
ンネルを近距離に対しては広い仰角範囲をカバーし、遠
距離になるに従って狭い仰角範囲に集中させるように前
記受信チャンネルの受信仰角範囲を時間により制御す
る。
【００１６】本発明においては、予め複数の受信ビーム
を用意しておき、覆域端の感度不足気味の部分に距離に
応じて適応的に指向させることを特徴とする。すなわ
ち、遠距離の領域においては覆域の最遠端を受け持つ下
方の送信ビームに対応する仰角に多数の受信ビームを割
り当てて稠密に受信ビームを形成し、遠距離端の感度を
稼ぎ、近距離においては複数のビームで仰角覆域を分担
することにより高仰角側の所要覆域を満足できるよう
に、複数の受信ビームを適応的に運用するものである。
を用意しておき、覆域端の感度不足気味の部分に距離に
応じて適応的に指向させることを特徴とする。すなわ
ち、遠距離の領域においては覆域の最遠端を受け持つ下
方の送信ビームに対応する仰角に多数の受信ビームを割
り当てて稠密に受信ビームを形成し、遠距離端の感度を
稼ぎ、近距離においては複数のビームで仰角覆域を分担
することにより高仰角側の所要覆域を満足できるよう
に、複数の受信ビームを適応的に運用するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係るレーダ
装置の構成を示すものである。図１において、アンテナ
装置１はアンテナ素子１ａを方位角（ＡＺ）方向にｍ
列、仰角（ＥＬ）方向にｌ列配置し、方位角方向のアン
テナ素子１ａをまとめてｍ個のＡＺ合成／分離部１１〜
１ｍに取り付けて構成され、図示しない回転駆動機構に
よって全方向を走査するようになされている。
実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係るレーダ
装置の構成を示すものである。図１において、アンテナ
装置１はアンテナ素子１ａを方位角（ＡＺ）方向にｍ
列、仰角（ＥＬ）方向にｌ列配置し、方位角方向のアン
テナ素子１ａをまとめてｍ個のＡＺ合成／分離部１１〜
１ｍに取り付けて構成され、図示しない回転駆動機構に
よって全方向を走査するようになされている。
【００１８】上記ＡＺ合成／分離部１１〜１ｍは送信信
号を各アンテナ素子１ａに分配供給し、各アンテナ素子
１ａの受信信号を合成出力するものである。一方、送信
機２は所定周波数の繰り返し送信パルスを発生するもの
で、この送信パルスは可変分配器３で最大ｍチャンネル
に分配され、それぞれ移相器４１〜４ｍ、送受切換器
（サーキュレータ）５１〜５ｍを介してＡＺ合成／分離
部１１〜１ｍに送られ、各アンテナ素子より移相器４１
〜４ｍで決定される方向に送出される。
号を各アンテナ素子１ａに分配供給し、各アンテナ素子
１ａの受信信号を合成出力するものである。一方、送信
機２は所定周波数の繰り返し送信パルスを発生するもの
で、この送信パルスは可変分配器３で最大ｍチャンネル
に分配され、それぞれ移相器４１〜４ｍ、送受切換器
（サーキュレータ）５１〜５ｍを介してＡＺ合成／分離
部１１〜１ｍに送られ、各アンテナ素子より移相器４１
〜４ｍで決定される方向に送出される。
【００１９】また、ＡＺ合成／分配部１１〜１ｍで得ら
れたＡＺ合成受信信号はそれぞれ送受切換器５１〜５ｍ
を介して受信機６１〜６ｍで復調検波され、さらにＡ／
Ｄ（アナログ／デジタル）変換器７１〜７ｍでデジタル
信号に変換されて、ｎ個のＥＬ合成部８１〜８ｎに送ら
れる。
れたＡＺ合成受信信号はそれぞれ送受切換器５１〜５ｍ
を介して受信機６１〜６ｍで復調検波され、さらにＡ／
Ｄ（アナログ／デジタル）変換器７１〜７ｍでデジタル
信号に変換されて、ｎ個のＥＬ合成部８１〜８ｎに送ら
れる。
【００２０】これらのＥＬ合成部８１（８２〜８ｎも同
様）は、図２に取り出して示すように、各チャンネル毎
に乗算器Ａ１１〜Ａ１ｍが設けられ、各乗算器Ａ１１〜
Ａ１ｍにおいて、対応するチャンネルのＡＺ合成デジタ
ル信号に係数発生器９１（８２〜８ｎには９２〜９ｎが
対応）からチャンネル毎に与えられる係数を乗じて加算
器Ａ２に送り、加算出力するように構成される。
様）は、図２に取り出して示すように、各チャンネル毎
に乗算器Ａ１１〜Ａ１ｍが設けられ、各乗算器Ａ１１〜
Ａ１ｍにおいて、対応するチャンネルのＡＺ合成デジタ
ル信号に係数発生器９１（８２〜８ｎには９２〜９ｎが
対応）からチャンネル毎に与えられる係数を乗じて加算
器Ａ２に送り、加算出力するように構成される。
【００２１】上記ＥＬ合成部８１〜８ｎの各合成出力は
信号処理部１０１〜１０ｎに送られる。信号処理部１０
１〜１０ｎはそれぞれ移動目標検出回路（ＭＴＩ）Ｂ１
とパルスドプラ処理回路Ｂ２を備えている。移動目標検
出回路Ｂ１は、入力した合成受信信号からクラッタ成分
を除去することで移動目標を抽出するものである。パル
スドプラ処理回路Ｂ２は、合成受信信号からあるドップ
ラ成分のみを抽出することで移動目標を検出するもので
ある。
信号処理部１０１〜１０ｎに送られる。信号処理部１０
１〜１０ｎはそれぞれ移動目標検出回路（ＭＴＩ）Ｂ１
とパルスドプラ処理回路Ｂ２を備えている。移動目標検
出回路Ｂ１は、入力した合成受信信号からクラッタ成分
を除去することで移動目標を抽出するものである。パル
スドプラ処理回路Ｂ２は、合成受信信号からあるドップ
ラ成分のみを抽出することで移動目標を検出するもので
ある。
【００２２】上記信号処理部１０１〜１０ｎは、それぞ
れ選択処理部１１１〜１１ｎからの選択指令信号に応じ
て、移動目標検出回路Ｂ１及びパルスドプラ処理回路Ｂ
２のいずれか一方を適用する、または両方を適用する、
または両方とも適用しない、のいずれかを選択可能とな
っている。信号処理部１０１〜１０ｎから出力されるレ
ーダ受信情報はそれぞれ選択的に表示器１２に画面表示
されると共に、演算処理部１３に送られる。
れ選択処理部１１１〜１１ｎからの選択指令信号に応じ
て、移動目標検出回路Ｂ１及びパルスドプラ処理回路Ｂ
２のいずれか一方を適用する、または両方を適用する、
または両方とも適用しない、のいずれかを選択可能とな
っている。信号処理部１０１〜１０ｎから出力されるレ
ーダ受信情報はそれぞれ選択的に表示器１２に画面表示
されると共に、演算処理部１３に送られる。
【００２３】この演算処理部１３は各信号処理部１０１
〜１０ｎで得られるレーダ受信情報から距離、方位、仰
角のそれぞれもしくは全てについての受信強度を走査毎
に計測し、その計測結果を平均し、各平均値に基づいて
マップを作成してマップ記憶部１４に記憶する。
〜１０ｎで得られるレーダ受信情報から距離、方位、仰
角のそれぞれもしくは全てについての受信強度を走査毎
に計測し、その計測結果を平均し、各平均値に基づいて
マップを作成してマップ記憶部１４に記憶する。
【００２４】また、演算処理部１３はマップ記憶部１４
に記憶されたマップを参照して、適宜可変分配器３の分
配チャンネル制御、係数発生器９１〜９ｎの係数値制御
を行うと共に、選択処理部１１１〜１１ｎを通じて信号
処理部１０の処理選択制御を行う。係数値制御として
は、各チャンネルの受信信号に対する位相制御、利得
（振幅）制御があり、その組み合わせにより利得、ビー
ム幅、サイドローブレベル等の受信パターン形状を所望
の距離に応じて変化させる。
に記憶されたマップを参照して、適宜可変分配器３の分
配チャンネル制御、係数発生器９１〜９ｎの係数値制御
を行うと共に、選択処理部１１１〜１１ｎを通じて信号
処理部１０の処理選択制御を行う。係数値制御として
は、各チャンネルの受信信号に対する位相制御、利得
（振幅）制御があり、その組み合わせにより利得、ビー
ム幅、サイドローブレベル等の受信パターン形状を所望
の距離に応じて変化させる。
【００２５】上記構成において、以下に処理動作につい
て説明する。尚、ここではＥＬ合成部８１〜８ｎ、係数
発生器９１〜９ｎ、信号処理部１０１〜１０ｎ、選択処
理部１１１〜１１ｎの個数ｎをｎ＝５として説明する。
て説明する。尚、ここではＥＬ合成部８１〜８ｎ、係数
発生器９１〜９ｎ、信号処理部１０１〜１０ｎ、選択処
理部１１１〜１１ｎの個数ｎをｎ＝５として説明する。
【００２６】まず、アンテナ装置１において、送信機２
から出力される送信パルスは、可変分配器３に適宜各チ
ャンネルに分配され、移相器４１〜４ｍで位相調整さ
れ、送受切換器５１〜５ｍ、ＡＺ合成／分配部１１〜１
ｍを介して各アンテナ素子から空間に送出される。
から出力される送信パルスは、可変分配器３に適宜各チ
ャンネルに分配され、移相器４１〜４ｍで位相調整さ
れ、送受切換器５１〜５ｍ、ＡＺ合成／分配部１１〜１
ｍを介して各アンテナ素子から空間に送出される。
【００２７】各アンテナ素子１ａで受けた送信パルスの
反射信号はＡＺ合成／分配部１１〜１ｍで一次元合成さ
れ、送受切換器５１〜５ｍを介して受信機６１〜６ｍで
復調検波された後、Ａ／Ｄ変換器７１〜７ｍでデジタル
信号に変換され、ＥＬ合成部８１〜８５で合成される。
反射信号はＡＺ合成／分配部１１〜１ｍで一次元合成さ
れ、送受切換器５１〜５ｍを介して受信機６１〜６ｍで
復調検波された後、Ａ／Ｄ変換器７１〜７ｍでデジタル
信号に変換され、ＥＬ合成部８１〜８５で合成される。
【００２８】ここで、所要の覆域に対し、最大距離が必
要な低仰角についてアンテナパターンを形成する場合、
送信時においては、送信パルスを可変分配器３で全チャ
ンネルに分配し、移相器４１〜４ｍで低仰角にかつビー
ム幅を狭めて、全てについてのアンテナ素子を用いて送
出する。これによって、図３（ａ）に示すように、低仰
角で最大距離の覆域にペンシルビームによる送信パター
ンを形成することができる。
要な低仰角についてアンテナパターンを形成する場合、
送信時においては、送信パルスを可変分配器３で全チャ
ンネルに分配し、移相器４１〜４ｍで低仰角にかつビー
ム幅を狭めて、全てについてのアンテナ素子を用いて送
出する。これによって、図３（ａ）に示すように、低仰
角で最大距離の覆域にペンシルビームによる送信パター
ンを形成することができる。
【００２９】受信時においては、第５番目のＥＬ合成部
８５で各チャンネルの受信信号を合成する際、乗算器Ａ
１１〜Ａ１ｍに対する係数を制御することで、ビーム幅
を最大に狭くすると共に、利得を最大に設定する。これ
によって、図３（ｂ）に示すように、低仰角で最大距離
の覆域にペンシルビームによる受信パターンを形成する
ことができ、受信感度を最大にすることができる。
８５で各チャンネルの受信信号を合成する際、乗算器Ａ
１１〜Ａ１ｍに対する係数を制御することで、ビーム幅
を最大に狭くすると共に、利得を最大に設定する。これ
によって、図３（ｂ）に示すように、低仰角で最大距離
の覆域にペンシルビームによる受信パターンを形成する
ことができ、受信感度を最大にすることができる。
【００３０】一方、高仰角のうち広い仰角ビーム幅が必
要な近距離においては、送信パルスを可変分配器３で全
部または一部のチャンネル（例えば上下に分割した一
方）に分配し、対応するチャンネルの移相器４１〜４ｍ
を調整することで高仰角にかつビーム幅を広げて、割り
当てられたチャンネルのアンテナ素子を用いて送出す
る。これによって、図４（ａ）に示すように、高仰角で
仰角ビーム幅の広い cosecビームによる送信パターンを
形成することができる。
要な近距離においては、送信パルスを可変分配器３で全
部または一部のチャンネル（例えば上下に分割した一
方）に分配し、対応するチャンネルの移相器４１〜４ｍ
を調整することで高仰角にかつビーム幅を広げて、割り
当てられたチャンネルのアンテナ素子を用いて送出す
る。これによって、図４（ａ）に示すように、高仰角で
仰角ビーム幅の広い cosecビームによる送信パターンを
形成することができる。
【００３１】受信時においては、第１番目のＥＬ合成部
８１で各チャンネルの受信信号を合成する際、乗算器Ａ
１１〜Ａ１ｍに与える係数で、例えば部分的に“０”に
して合成チャンネル数を低減する等の制御を行うこと
で、ビーム幅を最大に広げると共に、利得を必要最小限
に設定する。これによって、図３（ｂ）中Ｒ１に示すよ
うに、高仰角のうち広い仰角で近距離の覆域にファンビ
ームによる受信パターンを形成することができる。
８１で各チャンネルの受信信号を合成する際、乗算器Ａ
１１〜Ａ１ｍに与える係数で、例えば部分的に“０”に
して合成チャンネル数を低減する等の制御を行うこと
で、ビーム幅を最大に広げると共に、利得を必要最小限
に設定する。これによって、図３（ｂ）中Ｒ１に示すよ
うに、高仰角のうち広い仰角で近距離の覆域にファンビ
ームによる受信パターンを形成することができる。
【００３２】また、受信距離を長くする場合は、第２番
目乃至第４番目のＥＬ合成部８２〜８４でそれぞれ各チ
ャンネルの受信信号を合成する際、乗算器Ａ１１〜Ａ１
ｍに与える係数を距離に応じて制御し、合成チャンネル
数を増大し、ビーム幅を狭めつつ利得を増大していくこ
とで、図４（ｂ）中Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に示すように、フ
ァンビームによる受信パターンを所要の覆域に沿って変
化させることができる。
目乃至第４番目のＥＬ合成部８２〜８４でそれぞれ各チ
ャンネルの受信信号を合成する際、乗算器Ａ１１〜Ａ１
ｍに与える係数を距離に応じて制御し、合成チャンネル
数を増大し、ビーム幅を狭めつつ利得を増大していくこ
とで、図４（ｂ）中Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に示すように、フ
ァンビームによる受信パターンを所要の覆域に沿って変
化させることができる。
【００３３】尚、このように距離によってパターンを制
御することは、最大距離かつ低仰角についても適用でき
ることは明らかである。このように、最大距離かつ低仰
角の場合と、高仰角かつ近距離の場合でビーム形成処理
を分割し、さらに受信時のアンテナパターンを距離に応
じて変化させていけば、仰角方向に多数の送信を順に行
う必要もなく、最大距離方向でのアンテナ利得の低下も
避けることができる。また、近距離において、ビーム幅
を広くすることでアンテナ利得が下がるため、近距離で
の感度を低下させるＳＴＣの機能も同時に実施できる。
御することは、最大距離かつ低仰角についても適用でき
ることは明らかである。このように、最大距離かつ低仰
角の場合と、高仰角かつ近距離の場合でビーム形成処理
を分割し、さらに受信時のアンテナパターンを距離に応
じて変化させていけば、仰角方向に多数の送信を順に行
う必要もなく、最大距離方向でのアンテナ利得の低下も
避けることができる。また、近距離において、ビーム幅
を広くすることでアンテナ利得が下がるため、近距離で
の感度を低下させるＳＴＣの機能も同時に実施できる。
【００３４】上記の処理動作を利用して、本発明に係る
レーダ装置では、予め複数の受信ビームを用意してお
き、各受信ビームを覆域端の感度不足気味の部分と距離
に応じて適応的に指向させる。
レーダ装置では、予め複数の受信ビームを用意してお
き、各受信ビームを覆域端の感度不足気味の部分と距離
に応じて適応的に指向させる。
【００３５】すなわち、遠距離の領域においては覆域の
最遠端を受け持つ下方の送信ビームに対応する仰角に多
数の受信ビームを割り当てて稠密に受信ビームを形成す
ることで、遠距離端の感度を稼ぐ。また、近距離におい
ては複数のビームで仰角覆域を分担することにより、高
仰角側の所要覆域をカバーする。
最遠端を受け持つ下方の送信ビームに対応する仰角に多
数の受信ビームを割り当てて稠密に受信ビームを形成す
ることで、遠距離端の感度を稼ぐ。また、近距離におい
ては複数のビームで仰角覆域を分担することにより、高
仰角側の所要覆域をカバーする。
【００３６】以下に、具体的な運用方法について説明す
る。まず、可変分配器３により送信パルスを２分割して
第１及び第２のサブパルスとし、各サブパルス毎に仰角
覆域を分担する。第１のサブパルスは、図３に示す
（ａ）に示す低仰角を分担し、第２のサブパルスは図４
（ａ）に示す高仰角を分担するものとする。
る。まず、可変分配器３により送信パルスを２分割して
第１及び第２のサブパルスとし、各サブパルス毎に仰角
覆域を分担する。第１のサブパルスは、図３に示す
（ａ）に示す低仰角を分担し、第２のサブパルスは図４
（ａ）に示す高仰角を分担するものとする。
【００３７】このように、最遠端を含む低仰角側は利得
の高いペンシルビームとし、高仰角側のアンテナパター
ンを距離に応じて変化させることにより、覆域内の感度
を相当程度均一化できる。
の高いペンシルビームとし、高仰角側のアンテナパター
ンを距離に応じて変化させることにより、覆域内の感度
を相当程度均一化できる。
【００３８】そこで、本発明においては、受信周波数２
波に対して、例えば４つのＥＬビーム合成部８１〜８４
を用いて受信ビームを形成する。この場合、図５
（ａ）、（ｂ）のように、一つの送信パターンに対して
その両側に二つの受信ビーム＃１，＃２を割り当てるこ
とができる。
波に対して、例えば４つのＥＬビーム合成部８１〜８４
を用いて受信ビームを形成する。この場合、図５
（ａ）、（ｂ）のように、一つの送信パターンに対して
その両側に二つの受信ビーム＃１，＃２を割り当てるこ
とができる。
【００３９】このようなビーム配置を行えば、同図
（ｂ）に示すように送受信の総合パターンとして送信パ
ターンよりも広いパターンを得ることができるため、広
い仰角範囲にわたって高精度に感度の均一化を実現で
き、送信エネルギーの節約が可能となる。
（ｂ）に示すように送受信の総合パターンとして送信パ
ターンよりも広いパターンを得ることができるため、広
い仰角範囲にわたって高精度に感度の均一化を実現で
き、送信エネルギーの節約が可能となる。
【００４０】これによって遠距離の領域においては、覆
域の最遠端を受け持つ下方の送信ビームに対応する仰角
に多数の受信ビームを割り当てて稠密に受信ビームを形
成することで、遠距離端の感度を稼ぐことができる。
域の最遠端を受け持つ下方の送信ビームに対応する仰角
に多数の受信ビームを割り当てて稠密に受信ビームを形
成することで、遠距離端の感度を稼ぐことができる。
【００４１】ところで、送受信ビームの仰角と距離との
関係は、最大高度が決められていることから、図６
（ａ）に示すように反比例の関係にある。このため、従
来では図に示すように距離に応じてビームの仰角を一義
的に定めていた。しかしながら、この方式では前述の理
由により全覆域の均一化を実現することはできない。
関係は、最大高度が決められていることから、図６
（ａ）に示すように反比例の関係にある。このため、従
来では図に示すように距離に応じてビームの仰角を一義
的に定めていた。しかしながら、この方式では前述の理
由により全覆域の均一化を実現することはできない。
【００４２】そこで、本発明においては、距離に応じて
複数のビームで仰角覆域を分担することにより、高仰角
側の所要覆域をカバーする。図６（ｂ）にその一例を示
す。図において、低１、低２はそれぞれ低仰角ビーム＃
１、＃２（但し、仰角の大きさは＃１＜＃２）を表す。
高１、高２、高３はそれぞれ高仰角ビーム＃１、＃２、
＃３（但し、仰角の大きさは＃１＜＃２＜＃３）を表
す。この図では、最遠端に対しては低仰角ビーム＃１で
カバーされ、距離が近付くに従って、低２、高１、高
２、高３のビームが加えられることを示している。
複数のビームで仰角覆域を分担することにより、高仰角
側の所要覆域をカバーする。図６（ｂ）にその一例を示
す。図において、低１、低２はそれぞれ低仰角ビーム＃
１、＃２（但し、仰角の大きさは＃１＜＃２）を表す。
高１、高２、高３はそれぞれ高仰角ビーム＃１、＃２、
＃３（但し、仰角の大きさは＃１＜＃２＜＃３）を表
す。この図では、最遠端に対しては低仰角ビーム＃１で
カバーされ、距離が近付くに従って、低２、高１、高
２、高３のビームが加えられることを示している。
【００４３】このように、遠距離において低仰角の受信
ビームとして利用したビームを近距離においては高仰角
側の受信ビームとして利用することにより、高仰角側の
感度均一化も同時に実施できるようになる。
ビームとして利用したビームを近距離においては高仰角
側の受信ビームとして利用することにより、高仰角側の
感度均一化も同時に実施できるようになる。
【００４４】したがって、上記構成によるレーダ装置
は、最大距離、最大感度を低下させることなく、捜索す
べき全覆域に対して受信感度を適合させることができ
る。ところで、以上はアンテナパターンを距離について
のみ制御する場合を説明したが、さらにクラッタの状
況、サイドローブレベル等を考慮して受信感度を制御す
ればよりいっそう効果的である。
は、最大距離、最大感度を低下させることなく、捜索す
べき全覆域に対して受信感度を適合させることができ
る。ところで、以上はアンテナパターンを距離について
のみ制御する場合を説明したが、さらにクラッタの状
況、サイドローブレベル等を考慮して受信感度を制御す
ればよりいっそう効果的である。
【００４５】そこで、演算処理部１３において、アンテ
ナ装置１の受信信号から距離、方位、仰角のそれぞれ、
もしくは全てについての受信感度を計測してマップを作
成し、マップ記憶部に記憶しておく。そして、記憶して
おいたマップを参照してクラッタ等が強く生じる距離、
仰角で受信感度が低くなるように、送信時は可変分配器
３及び移相器４１〜４ｍを、受信時は係数発生器９１〜
９ｎを制御し、アンテナパターン形状を変化させる。こ
れによって、クラッタ、サイドローブレベルの抑圧を信
号処理と相俟って効果的に実行できる。
ナ装置１の受信信号から距離、方位、仰角のそれぞれ、
もしくは全てについての受信感度を計測してマップを作
成し、マップ記憶部に記憶しておく。そして、記憶して
おいたマップを参照してクラッタ等が強く生じる距離、
仰角で受信感度が低くなるように、送信時は可変分配器
３及び移相器４１〜４ｍを、受信時は係数発生器９１〜
９ｎを制御し、アンテナパターン形状を変化させる。こ
れによって、クラッタ、サイドローブレベルの抑圧を信
号処理と相俟って効果的に実行できる。
【００４６】マップの精度を上げるためには、例えば移
相器４１〜４ｍの位相制御によりアンテナビームを走査
し、マップ作成時に距離、方位、仰角のそれぞれ、もし
くは全てについての受信強度を走査ごとに計測し、その
計測結果を平均し、各平均値に基づいてマップを作成す
ればよい。
相器４１〜４ｍの位相制御によりアンテナビームを走査
し、マップ作成時に距離、方位、仰角のそれぞれ、もし
くは全てについての受信強度を走査ごとに計測し、その
計測結果を平均し、各平均値に基づいてマップを作成す
ればよい。
【００４７】さらに、マップを作成した結果、信号処理
部１０１〜１０ｎの負担を軽減することもできる。すな
わち、演算処理部１３において、マップ記憶部１４に記
憶されているマップを参照し、そのマップ上の距離、方
位、仰角のそれぞれ、もしくは全てについての受信強度
情報から、移動目標検出回路Ｂ１とパルスドプラ処理回
路Ｂ２を必要に応じて使い分けることで、よりいっそう
の処理効果を期待できる。
部１０１〜１０ｎの負担を軽減することもできる。すな
わち、演算処理部１３において、マップ記憶部１４に記
憶されているマップを参照し、そのマップ上の距離、方
位、仰角のそれぞれ、もしくは全てについての受信強度
情報から、移動目標検出回路Ｂ１とパルスドプラ処理回
路Ｂ２を必要に応じて使い分けることで、よりいっそう
の処理効果を期待できる。
【００４８】特に、マップを移動目標検出回路Ｂ１とパ
ルスドプラ処理回路Ｂ２の処理結果から作成すること
で、移動目標検出回路Ｂ１とパルスドプラ処理回路Ｂ２
のいずれか一方または両方の出力に生じたクラッタ消え
残りに応じて選択判断の基準を調整することができ、こ
れによって目標検出の精度を高めることができる。
ルスドプラ処理回路Ｂ２の処理結果から作成すること
で、移動目標検出回路Ｂ１とパルスドプラ処理回路Ｂ２
のいずれか一方または両方の出力に生じたクラッタ消え
残りに応じて選択判断の基準を調整することができ、こ
れによって目標検出の精度を高めることができる。
【００４９】尚、上記実施形態では、地上レーダを想定
して説明したが、航空機搭載用レーダの場合は仰角を俯
角に置き換えて考えられば同様に実施可能である。すな
わち、送信サブパルスの複数の送信方向のうち、俯角の
大きい側の周波数に対しては、同時受信チャンネルを近
距離において多数割り当てて、遠距離になるに従ってそ
の数を減少させると共に、俯角の小さい側の周波数に対
する受信チャンネルを増加させればよい。
して説明したが、航空機搭載用レーダの場合は仰角を俯
角に置き換えて考えられば同様に実施可能である。すな
わち、送信サブパルスの複数の送信方向のうち、俯角の
大きい側の周波数に対しては、同時受信チャンネルを近
距離において多数割り当てて、遠距離になるに従ってそ
の数を減少させると共に、俯角の小さい側の周波数に対
する受信チャンネルを増加させればよい。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、受信アン
テナパターンの制御にて不足する覆域端の感度向上と全
覆域の均一化を同時に実現するレーダ装置を提供するこ
とができる。
テナパターンの制御にて不足する覆域端の感度向上と全
覆域の均一化を同時に実現するレーダ装置を提供するこ
とができる。
【図１】本発明に係るレーダ装置の一実施形態の構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】同実施形態のＥＬ合成部の具体的な構成を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図３】同実施形態において、最大距離、低仰角の覆域
を捜索する場合の送受信時の各アンテナパターン形状を
示す図。
を捜索する場合の送受信時の各アンテナパターン形状を
示す図。
【図４】同実施形態において、高仰角、近距離の覆域を
捜索する場合の送受信時の各アンテナパターン形状を示
す図。
捜索する場合の送受信時の各アンテナパターン形状を示
す図。
【図５】同実施形態において、最大距離、低仰角の覆域
を捜索する場合に、送信ビームに対して複数の受信ビー
ムを割り当てる場合の各アンテナパターン形状を示す
図。
を捜索する場合に、送信ビームに対して複数の受信ビー
ムを割り当てる場合の各アンテナパターン形状を示す
図。
【図６】同実施形態において、高仰角、近距離の覆域を
捜索する場合に、距離及び仰角に応じて複数の受信ビー
ムを割り当てた場合の一例を示す図。
捜索する場合に、距離及び仰角に応じて複数の受信ビー
ムを割り当てた場合の一例を示す図。
【図７】レーダ装置に要求される捜索覆域の範囲を示す
図。
図。
１…アンテナ装置 １１〜１ｍ…ＡＺ合成／分離部 １ａ…アンテナ素子 ２…送信機 ３…可変分配器 ４１〜４ｍ…移相器 ５１〜５ｍ…送受切換器 ６１〜６ｍ…受信機 ７１〜７ｍ…Ａ／Ｄ変換器 ８１〜８ｎ…ＥＬ合成部 Ａ１１〜Ａ１ｍ…乗算器 Ａ２…加算器 ９１〜９ｎ…係数発生器 １０１〜１０ｎ…信号処理部 Ｂ１…移動目標検出回路（ＭＴＩ） Ｂ２…パルスドプラ処理回路 １１１〜１１ｎ…選択処理部 １２…表示器 １３…演算処理部 １４…マップ記憶部
Claims (5)
- 【請求項１】所要の仰角範囲に一つの繰返し送信パルス
を送出する送信手段と、 前記送信パルスの仰角範囲より狭い範囲からの反射信号
を受信する受信チャンネルを複数有する受信手段と、 前記受信手段に対し、近距離では広い仰角範囲をカバー
し、遠距離になるに従って狭い仰角範囲をカバーするよ
うに前記各受信チャンネルの受信する仰角範囲を時間に
より制御する受信範囲制御手段とを具備することを特徴
とするレーダ装置。 - 【請求項２】一つの繰返し送信パルスを互いに周波数の
異なる複数のサブパルスで構成し、各サブパルスをそれ
ぞれ複数の仰角の互いに異なる方向に割り当てて送信す
る送信手段と、 この手段で割当られた複数の仰角範囲からの前記送信サ
ブパルスによる反射信号を同時受信する前記送信サブパ
ルス数以上の複数の受信チャンネルを持つ受信手段と、 前記受信手段に対し、受信時の同時受信チャンネルを、
近距離に対しては広い仰角範囲をカバーし、遠距離にな
るに従って狭い仰角範囲に集中させるように前記受信チ
ャンネルの受信仰角範囲を時間により制御する受信範囲
制御手段とを具備することを特徴とするレーダ装置。 - 【請求項３】前記受信手段は、同時に複数の受信ビーム
を形成する複数のデジタルビーム形成手段を備えること
を特徴とする請求項１及び２いずれか記載のレーダ装
置。 - 【請求項４】前記受信範囲制御手段は、前記複数のデジ
タルビーム形成手段に対して複数の同時受信する仰角範
囲を独立に別の時間で切り替える機能を備えることを特
徴とする請求項３記載のレーダ装置。 - 【請求項５】前記送信サブパルスの複数の送信方向のう
ち、高仰角側の周波数に対して同時受信チャンネルを近
距離において多数割り当てて、遠距離になるに従ってそ
の数を減少させ、低仰角側の周波数に対する受信チャン
ネルを増加させることを特徴とする請求項２記載のレー
ダ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7284043A JPH09127241A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | レーダ装置 |
| US08/741,203 US5771014A (en) | 1995-10-31 | 1996-10-29 | Radar apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7284043A JPH09127241A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | レーダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127241A true JPH09127241A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17673561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7284043A Pending JPH09127241A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | レーダ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5771014A (ja) |
| JP (1) | JPH09127241A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510888A (ja) * | 2003-10-10 | 2007-04-26 | レイセオン・カンパニー | レーダにおける探索用ブロードビームの使用時の効率的な仰角推定技法 |
| JP2007178140A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Hitachi Ltd | 物体検知センサ |
| JP2013054036A (ja) * | 2012-11-02 | 2013-03-21 | Toyota Motor Corp | レーダ装置 |
| JP2015055577A (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 気象レーダ装置および気象観測方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046190B2 (en) * | 2003-07-25 | 2006-05-16 | Raytheon Company | Process for phase-derived range measurements |
| US7151476B2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-12-19 | M/A-Com, Inc. | Radar system having a beamless emission signature |
| JP2012222725A (ja) * | 2011-04-13 | 2012-11-12 | Toshiba Corp | アクティブアレイアンテナ装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3885237A (en) * | 1971-07-29 | 1975-05-20 | George M Kirkpatrick | Phased array sequential switching between short and long distance targets |
| US4649390A (en) * | 1983-08-05 | 1987-03-10 | Hughes Aircraft Company | Two dimension radar system with selectable three dimension target data extraction |
| US5138323A (en) * | 1991-03-14 | 1992-08-11 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for providing optimum radar elevation patterns at long and short ranges |
| JP3197084B2 (ja) * | 1992-12-03 | 2001-08-13 | 株式会社東芝 | レーダ装置 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP7284043A patent/JPH09127241A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-29 US US08/741,203 patent/US5771014A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007510888A (ja) * | 2003-10-10 | 2007-04-26 | レイセオン・カンパニー | レーダにおける探索用ブロードビームの使用時の効率的な仰角推定技法 |
| JP2007178140A (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Hitachi Ltd | 物体検知センサ |
| JP2013054036A (ja) * | 2012-11-02 | 2013-03-21 | Toyota Motor Corp | レーダ装置 |
| JP2015055577A (ja) * | 2013-09-12 | 2015-03-23 | 株式会社東芝 | 気象レーダ装置および気象観測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5771014A (en) | 1998-06-23 |
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