JPH0968571A - 捜索レーダ装置 - Google Patents

捜索レーダ装置

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JPH0968571A
JPH0968571A JP7246707A JP24670795A JPH0968571A JP H0968571 A JPH0968571 A JP H0968571A JP 7246707 A JP7246707 A JP 7246707A JP 24670795 A JP24670795 A JP 24670795A JP H0968571 A JPH0968571 A JP H0968571A
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JP
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stc
target
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power level
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JP7246707A
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Yuji Kami
勇治 上
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パルス圧縮を使用し且つSTCによるクラッ
タ除去を行う捜索レーダにおいて大型航空機からの反射
信号が受信機の飽和レベルを超えることによって生じる
タイムサイドローブを抑止する。 【解決手段】 航空機の反射レベルを独立的に検出する
方向性結合器4、サブ受信部6及び目標レベル検出部8
と目標ごとの反射レベルに対応したSTC減衰量を適応
的に得るための目標STC発生器11を従来のSTC発生
器10に併置し、これら2つのSTC発生器の出力を合成
して目標の反射レベルが常時受信系の飽和レベルを超え
ないように合成する合成器12を備えたSTC制御部9と
STC処理を施すSTC回路5とを有し、これにより目
標の反射レベルが高過ぎて飽和する目標に対してのみ適
度なSTC減衰をかけることが可能となり小目標の検出
性能を損なわずにタイムサイドローブを抑止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は捜索レーダ装置に関
し、特にSSR(Secondary Surveillance Rader)を併用
し、且つパルス圧縮技術とSTC(Sensitive Time Cont
rol)とを使用して目標とする空港進入・離陸の航空機を
検出しつつその管制を行う捜索レーダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】SSRを併用し、且つパルス圧縮技術と
STCとを利用して航空機の管制を行うASR(Airport
Surveillance Rader)やARSR(Air Route Surveilla
nce Rader)の如き航空管制レーダとしての捜索レーダ
は、従来、送信管としてマグネトロンやクライストロン
が用いられて高い尖頭電力を空中に放射し、所要の覆域
を確保していた。このような捜索レーダ装置では、パル
ス圧縮技術の向上や固体化送信機の開発により、パルス
幅を広くし、LFM(Linear FM)の如き特殊な変調を施
して低尖頭値の送信信号を放射し、受信側では、周波数
対遅延時間特性が送信信号とは逆特性の回路に通すと、
パルス内に順番に分散されていた周波数成分が1点に集
中された急峻なインパルスとなるパルス圧縮技術で、距
離分解能を保ちつつ所要の覆域を確保していた。
【0003】しかしながら、かかるパルス圧縮技術にお
いては、伸長された変調波による受信信号を圧縮する過
程で生じる時間軸方向のサイドローブ、いわゆるタイム
サイドローブが問題となる。図4はタイムサイドローブ
の説明図である。タイムサイドローブは、目標からの反
射電力レベルが、受信機のダイナミックレンジの上限、
即ち図4の場合では受信飽和レベル103を超えない反
射波101のような場合には発生しない。一方、大型航
空機のように反射断面積が大きい目標からの受信信号に
おいては、反射電力レベルがダイナミックレンジを超え
る反射波102のような場合が生じタイムサイドローブ
104が受信機雑音105を超えて顕著に現れる。
【0004】図5はレーダスコープ上のタイムサイドロ
ーブの表示例である。図5(a)は、レーダスコープB
上のA部106にタイムサイドローブを含む反射波のビ
デオ表示107が発生した状態であり、図5の(b)に
(a)のA部106の詳細を示す。
【0005】図5の(b)には、反射電力レベルが受信
機のダイナミックレンジを超えた反射波108と、この
反射波108のパルス圧縮でもたらされたタイムサイド
ローブ109を示す。このようなタイムサイドローブの
発生によって、管制官は目標の識別が困難になり、また
目標の自動検出機能を有するレーダにおいては、1目標
を複数の目標として検出するなどの弊害を生じる。
【0006】従来、このような欠点を補う方策として、
受信機前段に設けたSTC処理によって、近距離の高利
得の領域は減衰を大きくし、遠方では減衰を小さくする
制御が行われているが、従来のSTC処理は主としてグ
ランドクラッタによる受信機の飽和を防止することを目
的としているため、航空機の大小による受信入力のもた
らすタイムサイドローブの制御までは処理できない。ま
た、航空管制レーダの一種である精測進入レーダ(PA
R)においては、SSRと飛行計画情報とから得られる
航空機の種類に基づいて、管制すべき目標の大小を判別
してSTCの大きさを目標機ごとに変化させる方式を採
っている例もある。
【0007】しかしながら、PARは空港に進入する目
標のみを対象とするため、目標の方向はレーダから見て
常に前方に限られ目標の反射断面積が大きく変化するこ
とはない。一方、捜索レーダは、あらゆる方向の航空機
を対象にするため、反射断面積が大きく変化し、機種に
よる判別だけでは不十分である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の捜索レ
ーダにおけるSTC方式では、目標の反射断面積の変化
に対応して減衰量を適応的に設定できないため、タイム
サイドローブの抑圧が困難で、このため管制官による目
標の識別が困難になったり、自動検出において誤検出し
てしまうことなどが避けられないという問題点があっ
た。
【0009】本発明の目的は、上述した問題点を解決
し、タイムサイドローブの抑圧が容易で、管制効率を著
しく向上しうる捜索レーダ装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するために次の手段構成を有する。即ち、捜索レ
ーダに関する本発明の第1の構成は、パルス圧縮技術に
基づいて目標とする航空機を検出し、且つクラッタ抑圧
に対するSTC機能を備えて航空管制を行う捜索レーダ
装置であって、管制すべき航空機からの反射エコーとし
て得られる受信信号の反射電力レベルが受信系のダイナ
ミックレンジの上限に対応した受信飽和レベルを超える
か否かを判定し、超える場合には当該反射電力レベルの
大きさに対応して前記STC機能による減衰量を目標ご
とに適応的に増大して当該反射電力レベルを前記受信飽
和レベル以下に抑圧し、前記パルス圧縮技術による目標
検出におけるタイムサイドローブの生起を抑圧する手段
を備える。
【0011】本発明の第2の構成は、前記第1の構成に
おいて、検出した目標とする航空機からの受信信号の反
射電力レベルを前記飽和レベル以下に抑圧する場合に、
前記STC機能における減衰量の増大範囲を設定する距
離および方位方向のゲート幅を、前記捜索レーダの送信
パルス幅、送信ビーム幅および距離・方位分解能を含む
性能諸元に基づいてあらかじめ決定しておくものとした
構成を有する。
【0012】また本発明の第3の構成は、前記第1また
は第2の構成において、目標とする航空機からの受信信
号の反射電力レベルを、固有の受信系とは独立的に検出
する構成を有する。
【0013】また本発明の第4の構成は、前記第1,第
2または第3の構成において、SSRを併用して運用す
る構成を有する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、パルス圧
縮技術を利用して目標とする航空機からの反射エコーを
検出し、またクラッタ抑圧に対するSTC機能を備えて
航空管制を行うASRやARSRなどの捜索レーダにあ
っては、管制すべき航空機が大型航空機である場合に
は、受信信号の反射電力レベルが受信系のダイナミック
レンジ上限に対応する飽和レベルを超えてしまい、パル
ス圧縮の際にタイムサイドローブを生起し、管制効率を
著しく低下せしめることが避けられず、これを単純に抑
圧すれば、小目標の受信を阻害することとなる。
【0015】本発明においては、航空機からの受信信号
の反射電力レベルを目標ごとに検出し、検出した反射電
力レベルが受信飽和レベルを超えてタイムサイドローブ
を生起する場合、受信飽和レベルを超えた程度に対応し
てSTC機能による減衰量を適応的に増大し、受信飽和
レベル以下に抑圧してタイムサイドローブの生起を未然
に抑圧する。
【0016】また、このタイムサイドローブの抑圧適用
範囲は、対象とする受信信号の距離(R)と方位(θ)
を中心として、それぞれあらかじめ設定したゲート幅で
設定されるレーダ覆域に含まれる領域とする。この領域
は、捜索レーダ装置の送信パルス幅、ビーム幅および距
離・方位方向分解能等の固有の性能諸元に基づいてあら
かじめ決定される。かくして、タイムサイドローブの発
生を根本的に排除した、管制効率の高い捜索レーダ装置
が実現できる。
【0017】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は、本発明の一実施例の構成を示すブロック図
である。図1に示す実施例は、一次レーダとしてのAS
RやARSR等の一次レーダと、これら一次レーダと併
用し、一次レーダのアンテナと同期回転せしめるアンテ
ナを有し、監視すべき航空機の機上装置としてのトラン
スポンダから符号(ビーコンコード)を受けて当該航空
機を識別すると共に、距離(R)、方位(θ)のほか高
度情報などの管制に必要なデータを出力、表示する2次
監視レーダとしてのSSRとを備えた捜索レーダの構成
を示す。
【0018】図1の実施例の構成は、一次レーダ系にあ
っては、空中線部1と、送信部2と、送受切替用のサー
キュレータ3と、受信入力を分岐出力する方向性結合器
4と、近距離の反射波に対しては受信機利得を抑制し、
距離の増大とともに受信機利得を増大していくクラッタ
抑圧機能を提供するSTC回路5と、方向性結合器4に
よって分岐された未加工の受信出力を入力するサブ受信
部6と、STC回路5によってSTC加工を施された受
信出力を入力するメイン受信部7と、サブ受信部6の出
力に基づいて受信した目標の反射電力レベルを検出する
目標レベル検出部8と、目標検出部13の検出出力に基
づいてSTC回路5のSTC処理を適応変化させるよう
に制御するSTC制御部9とを備える。
【0019】またSSR系は、空中線部1のアンテナに
併置されて共通回転するアンテナを有するSSR空中線
部14と、SSR送受信部15と、メイン受信部7の出
力とSSR送受信部15の出力とを受けて目標を識別
し、且つ距離(R)、方位(θ)、ビーコンコード等の管制
に必要なデータを送出する目標検出部13と、目標表示
に必要な情報処理を行う情報処理部16と、表示部17
とを備える。
【0020】次に、本実施例の動作について説明する。
空中線部1によって受信された目標からの反射信号は、
サーキュレータ3を介して受信系に導かれる。STC回
路5の前段において、方向性結合器4によって受信信号
の一部を分岐出力し、サブ受信部6に入力する。こうし
て方向性結合器4によって分岐した信号は、メイン受信
部7に入力される信号よりもレベルが若干低下するもの
の、大型航空機を主な管制対象とするためレベル判定の
ためにも、また正常な受信処理のためにも特に不都合は
生じないレベルが確保される。
【0021】サブ受信部6においては、増幅、検波およ
びクラッタ抑圧等の受信処理が行われ、目標レベル検出
部8に出力される。目標レベル検出部8は、目標の反射
電力レベルσを計測するとともに、これに目標の位置情
報である距離(R)、方位(θ)を付加し、これらのデ
ータをSTC制御部9に出力する。
【0022】STC制御部9は、従来のクラッタ抑圧を
主たる目的とするSTC発生器10と、目標ごとに異な
る反射電力レベルに対応したSTC制御量を目標の反射
電力レベルに対応して適応的に確保せしめる目標STC
発生器11と、STC発生器10の出力と目標STC発
生器11との出力を合成して目標の反射電力レベルに適
応的に対応させたSTC制御量、つまりSTC処理によ
る受信利得の減衰量を得る合成器12とを備える。
【0023】目標STC発生器11は、目標レベル検出
部8から提供される目標の距離(R)、方位角(θ)お
よび反射電力レベル(σ)に基づき、距離(R)および
方位角(θ)のデータからはSTC処理を施すべき領域
を指定するSTCエリアゲート信号Pを生成し、また目
標の反射電力レベル(σ)からは目標の大小に対応して
得られる反射電力レベル(σ)の大小を考慮し、特に大
型航空機からの受信機の飽和レベルを超えることによっ
てもたらされる前述したタイムサイドローブを抑止する
ことを考慮してSTC処理における制御量(減衰量)を
加減するSTC減衰制御信号Qを生成し、これらSTC
エリアゲート信号PとSTC減衰制御信号Qとはいずれ
も合成器12に供給される。
【0024】合成器12は、STC発生器10から入力
する従来のSTC信号Cに対し、目標STC発生器11
から提供されるSTCエリアゲート信号PおよびSTC
減衰制御信号Qによる修正を施し、修正STC信号Sと
なしてSTC回路5に供給する。STC回路5は、この
修正STC信号Sを利用して方向性結合器4から入力す
る受信信号にSTC処理を施す。
【0025】図2は、図1の修正STC信号Sの一例の
距離対減衰量特性図である。図2は、元来のSTC信号
が目標信号入力時の距離R1 およびR2 において、それ
ぞれ受信系の飽和レベルを超え、これを抑圧すべく目標
の反射電力レベル(σ)に対応してタイムサイドローブ
の生起を抑圧しうるように、d1 およびd2の減衰量増
大を距離ゲート幅gにわたって与えられることを示す。
【0026】また、図3は、図2の修正STC信号Sの
レーダスコープ上の表示例の説明図である。レーダスコ
ープBの掃引中心0から基準方位Nを掃引基点として右
回りにPPI掃引が行われ、掃引中心0から方位角θ1
の距離R1 と方位角θ2 の距離R2でそれぞれ目標T1
およびT2 が捕捉され、これに図2で説明した距離ゲー
ト幅gと共に方位ゲート幅Δθが設定される。これら距
離ゲート幅gと方位ゲート幅Δθとによって、受信系の
飽和レベルを超えてタイムサイドローブの生起を招く受
信入力によるタイムサイドローブの抑圧のために設定す
るSTCエリアが決定される。
【0027】つまり、STCエリアゲート信号Pは、受
信系の飽和レベルを超える受信入力を提供する目標の距
離および方位に基づいて設定されるものであり、このよ
うなSTCエリアの拡がりを指定する距離ゲート幅gお
よび方位ゲート幅Δθは、対象とする目標の距離(R)
と方位(θ)に対して、運用するレーダのパルス幅、ビ
ーム幅および精度等の性能諸元を考慮してあらかじめ決
定され、目標STC発生器11に格納されている。
【0028】メイン受信部7は、こうしてタイムサイド
ローブ生起の抑圧を図ったSTC処理を施した受信信号
をSTC回路5から受け、またSSR空中線部14、S
SR送受信部15を経て目標の高度情報を含むトランス
ポンダ応答信号を受け、受信信号の増幅、検波およびク
ラッタ抑圧等の受信処理を行い、修正STC信号Sによ
るSTC処理を受けた受信信号から目標の距離(R)、
方位(θ)のほかビーコンコードを含む目標情報を情報
処理部16に送出し、情報処理部16は入力情報をビデ
オ情報に変換しマップ等の関連データと共に表示部17
に表示させる。
【0029】こうして、受信系の飽和レベルを超えたレ
ベルを入力する大型航空機等の反射エコーに対する適応
的STC制御を行ってタイムサイドローブの抑圧を確保
し、小入力も飽和レベルを超える大入力受信信号の影響
を蒙ることなく正常に受信、表示して航空管制に供する
ことができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、目標ごと
の反射電力レベルに応じて受信系の利得を適応的に制御
してタイムサイドローブの発生を抑圧するSTC制御を
行うことにより、航空機の種類や飛行方向による反射断
面積の変化のもたらす受信レベル増大時にあっても、タ
イムサイドローブを有効に抑圧することができ、著しく
管制効率を高めることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】図1の実施例における修正STC信号Sの一例
の距離対減衰量特性図である。
【図3】図2の修正STC信号Sのレーダスコープ上の
表示例の説明図である。
【図4】タイムサイドローブの説明図である。
【図5】図5の(a)はタイムサイドローブのレーダス
コープ上の表示例を示す図であり(b)はのA部106
を拡大して示す図である。
【符号の説明】
1 空中線部 2 送信部 3 サーキュレータ 4 方向性結合器 5 STC回路 6 サブ受信部 7 メイン受信部 8 目標レベル検出部 9 STC制御部 10 STC発生器 11 目標STC発生器 12 合成器 13 目標検出部 14 SSR空中線部 15 SSR送受信部 16 情報処理部 17 表示部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パルス圧縮技術に基づいて目標とする航
    空機を検出し、且つクラッタ抑圧に対するSTC機能を
    備えて航空管制を行う捜索レーダ装置であって、管制す
    べき航空機からの反射エコーとして得られる受信信号の
    反射電力レベルが受信系のダイナミックレンジの上限に
    対応した受信飽和レベルを超えるか否かを判定し、超え
    る場合には当該反射電力レベルの大きさに対応して前記
    STC機能による減衰量を目標ごとに適応的に増大して
    当該反射電力レベルを前記受信飽和レベル以下に抑圧
    し、前記パルス圧縮技術による目標検出におけるタイム
    サイドローブの生起を抑圧する手段を備えることを特徴
    とする捜索レーダ装置。
  2. 【請求項2】 検出した目標とする航空機からの受信信
    号の反射電力レベルを前記飽和レベル以下に抑圧する場
    合に、前記STC機能における減衰量の増大範囲を設定
    する距離および方位方向のゲート幅を、前記捜索レーダ
    の送信パルス幅、送信ビーム幅および距離・方位分解能
    を含む性能諸元に基づいてあらかじめ決定しておくもの
    としたことを特徴とする請求項1記載の捜索レーダ装
    置。
  3. 【請求項3】 目標とする航空機からの受信信号の反射
    電力レベルを、固有の受信系とは独立的に検出する構成
    を有することを特徴とする請求項1または2記載の捜索
    レーダ装置。
  4. 【請求項4】 SSRを併用して運用することを特徴と
    する請求項1,2または3記載の捜索レーダ装置。
JP7246707A 1995-08-31 1995-08-31 捜索レーダ装置 Pending JPH0968571A (ja)

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