JPH10501891A - レーダー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、指向性アンテナ(1)及び主受信機(2)、補助アンテナ(3)及び補助受信機(4)、更に、差分アンテナ(13)及び差分受信機(14)を有するサイドローブ除去回路を具えるレーダー装置に関する。比較器(6,15)が主受信機(2)の出力信号と補助受信機(4)及び差分受信機(14)の出力とを比較する。除去は、主受信機(2)の出力信号が他の両者の出力信号より大きい時には行われない。

Description

【発明の詳細な説明】 レーダー装置 本発明は、アンテナのサイドローブによって受信されるノイズ信号を抑制する ための手段を具えるレーダー装置であって、指向性アンテナ及び主受信機を具え る主チャネル、低い指向性を持つ補助アンテナ及び補助受信機を具える補助チャ ネル、並びに、主受信機及び補助受信機に接続された比較切換え手段を具え、主 チャネル及び補助チャネルにおける信号強度に従って次の処理を行うために信号 を通過させるサイドローブ消去（ＳＬＢ）回路を具えるレーダー装置に関する。 このようなレーダー装置は、Microwave Journal,1978年３月,pp.61-73 から既 知である。既知のレーダー装置は、補助アンテナの利得が指向性アンテナのサイ ドローブの利得より大きいという原理に基づいている。従って、サイドローブの 抑制は満足すべき範囲で得られるが、指向性アンテナの主ローブ側面に入るノイ ズ源は除外される。特に、レーダー装置が、主ローブの方向とターゲットの方向 との間の誤差角度を求めるための差分チャネルを具えている場合は、この方向に 入るノイズ源はかなりの欠点になる。 本発明は、ＳＬＢ処理に差分チャネルを積極的に含むことによってこの問題を 大幅に除去する。本発明は、更に差分アンテナ及び差分受信機を具える差分チャ ネルが加えられ、比較切換え手段が、主チャネル、補助チャネル及び差分チャネ ルの信号強度の組合せに従って次の処理を行うために信号を通過させるように設 計されたことを特徴とする。 本発明の好ましい実施例は、比較切換え手段が、補助チャネル及び差分チャネ ルより主チャネルに強く現れる信号を、次の処理を行うために通過させるように 設計されたことを特徴とする。 本発明の他の好ましい実施例は、結合チャネルが、補助アンテナ及び差分アン テナの出力信号を加算するための加算ネットワークを含み、加算ネットワーク出 力に接続された結合補助受信機／差分受信機を具え、比較切換え手段が、結合チ ャネルより主チャネルに強く現れる信号を、次の処理を行うために通過させるよ うに設計されたことを特徴とする。この実施例においては、結合チャネルは、差 分チャネルの全ての特性を実際には不変に一体化する。このように、結合チャネ ルは、誤差角度を求めるために用いられる。差分は、補助アンテナの出力信号と 結合されたように増強されるサイドローブである。従って、必要なことは、主ロ ーブの中央部分を除いて、結合アンテナのアンテナ利得を指向性アンテナのそれ より大きくすることである。 本発明の更に他の好ましい実施例は、アンテナ素子列を具え、この素子列から 主加算ネットワークによって主チャネルのための指向性アンテナが作られるレー ダー装置のために得られる。この実施例は、結合チャネルについて、素子列から 集合的加算ネットワークによって補助アンテナ／差分アンテナが作られ、結合補 助受信機／差分受信機が集合的加算ネットワークに接続され、比較切換え手段が 、結合チャネルより主チャネルに強く現れる信号を、次の処理を行うために通過 させるように設計されたことを特徴とする。 本発明について、以下の図面を参照して更に詳細に説明する。 図１は従来技術によるＳＬＢを表す図であり、 図２は指向性アンテナ、補助アンテナ及び差分アンテナを表すアンテナ特性図 であり、 図３は本発明によるＳＬＢの実施例を表す図であり、 図４は結合補助チャネル／差分チャネルよるＳＬＢの実施例を表す図であり、 図５は本発明によるＳＬＢを具えた整相列アンテナを表す図である。 図１は、従来技術によるＳＬＢを具えたレーダー装置を表す図であり、指向性 アンテナ１及び主受信機２を具える主チャネルの出力信号と、低い指向性を持つ 補助アンテナ３及び補助受信機４を具える補助チャネルの出力信号とが、ＳＬＢ 回路５において、切換えユニット７に指令を出す比較器６を用いて比較され、主 チャネルの出力信号が補助チャネルの出力信号より強い時にのみ通過し、それは 次の処理のための出力８に現れる。動作原理は、妨害電波が指向性アンテナ１の サイドローブにより主受信機２に入り込み、強度を得て、補助アンテナ３を経て 補助受信機４に入り、その後切換えユニット６が、ノイズ信号が出力８に現れる のを阻止する。従って、少なくとも妨害電波の方向で、補助アンテナ３のアンテ ナ利得が指向性アンテナ１のアンテナサイドローブの利得より大きいことが必要 である。 通常、比較はシステムの必要性に応じて、レーダーレンジ量子毎に、レンジ− アジマス量子毎に、又はレンジ−アジマス−ドップラー量子毎に行われる。 補助アンテナ３は、この分野ではしばしば無指向性アンテナといわれている。 これは、サーチレーダー装置に関する場合は正しい用語である。 本発明によるレーダー装置について、図２は、指向性アンテナ１の可能なアン テナ特性９、補助アンテナ３のアンテナ特性10、及び差分アンテナのアンテナ特 性11を示し、アンテナ利得が角度φの関数としてプロットされている。補助アン テナ３のアンテナ利得は、全ての方向において、指向性アンテナ１のサイドロー ブ12の利得よりかなり大きい。 図２は、アンテナ特性９の主ローブ側面に入り込むノイズ源が、補助チャネル におけるより主チャネルにおける方が強く、その結果、ＳＬＢ回路５の出力８に も現れることを示している。この現象は、ターゲットに向いているレーダー追跡 装置の有用性を減らす意図的な干渉電波源によりジャマーを有効にするために用 いられる。一般及び特に追跡装置のレーダーアンテナは、時に差分アンテナを具 える。本発明によれば、この差分アンテナは、妨害信号が側面から入り込むのを 防ぐために用いられる。この観点においては、図２において、アンテナ特性９の 主ローブの頂点は、その側面とは逆に、アンテナ特性11の上にある。信号強度は 差分チャネルにおけるより主チャネルにおける方が大きいとの条件を定めること により、主ローブ側面からの妨害信号の入り込みを防ぐことができる。 指向性アンテナ及び差分アンテナが２つの給電ホーンを近接して設置すること によって実現できることは、当業者によく知られている。利得／給電ホーンの出 力信号の加算によって指向性アンテナが得られ、減算によって差分アンテナが得 られる。 本発明に合致するレーダー装置の可能な実施例が図３に図示されている。指向 性アンテナ１及び主受信機２を含む主チャネル、並びに補助アンテナ３及び補助 受信機４を含む補助チャネルに加えて、この実施例は、更に差分アンテナ13及び 差分受信機14を含む差分チャネルを具える。ＳＬＢ回路５は、主チャネルと差分 チャネルとの出力信号を比較する第２比較器15を具える。更に、比較器６と15と の出力信号を結合ためのアンド回路16が具えられ、これにより、切換えユニット ７は、補助チャネルと差分チャネルとの両者における信号より大きい主チャネル の出力信号のみを通す。補助アンテナ３の利得が全ての方向で指向性アンテナ１ のサイドローブの利得より小さい状態においては、ノイズ又は極めて弱い信号に よって起きる切換え手段７の位置の不必要な変化を防ぐために、主チャネルの出 力信号を設定手段18によって予め選択されたレベルと比較するための比較器17を 加えることにより、比較器６及び15が比較器17の出力を経た充分な強度の出力信 号を比較することができるようになる。 誤差角度を求めるために差分受信機14の出力信号が用いられる場合は、この出 力信号に対して、切換えユニット７と同時に動作する追加の切換えユニットがＳ ＬＢ回路５に加えられる。 図４は本発明によるＳＬＢ回路を具えるレーダー装置の好ましい実施例を示す 図であり、この実施例では、補助アンテナ３及び差分アンテナ13の出力信号が通 常の加算ネットワーク19で加算される。結合された出力信号は続いて結合補助受 信機／差分受信機20に印加され、その出力信号は次に比較器15を用いて主受信機 ２の出力信号と比較される。比較器15の出力信号は続いて切換えユニット７の位 置を変えるために用いられ、結合チャネルの出力信号より強度が大きい主チャネ ルの出力信号のみが通される。更に切換えノイズを防ぐために比較器17が追加さ れてもよい。誤差角度を求める目的に用いるため、結合補助受信機／差分受信機 の出力信号を通過させるためにＳＬＢ回路５に切換えユニットが追加されてもよ い。ＳＬＢの性能の向上は別として、前記の実施例の他のかなりの利点は、受信 機が不要になることである。 図５は整相列アンテナ21に用いるための本発明による実施例を示す図であり、 この図において、指向性アンテナは、整相列アンテナ21を構成するアンテナ素子 の出力信号の結合を通して主加算ネットワーク22によって実現され、結合補助ア ンテナ／差分アンテナは、やはり整相列アンテナ21を構成するアンテナ素子の出 力信号の結合を通して集合的加算ネットワーク23によって実現される。例えば当 業者に既知の差分チャネルを形成するために、更に補助アンテナを構成する選択 された有限個のアンテナ素子の出力が加えられる集合的加算ネットワーク23を用 いることができる。比較器15により、主受信機２の出力信号が同様に結合補助受 信機／差分受信機20の出力信号と比較され、比較器17は、特に補助アンテナ利得 が局所的に不充分である場合に同様に切換えノイズを防ぐことができる。 整相列アンテナに含まれるアンテナ素子は、主加算ネットワーク22及び集合的 加算ネットワーク23に接続するため、それぞれが指向性アンテナ及び差分アンテ ナを得るための固有の位相及び／又は振幅制御回路を持つ、２つの受信機出力を 具えることができる。結合補助アンテナ／差分アンテナを得るためには、位相及 び／又は振幅制御回路に関して、小さい例えばランダムな偏移を導入することで 充分であり、これにより、少なくとも実質的に全ての点において指向性アンテナ のサイドローブレベルより高いサイドローブレベルを得ることができる。もう１ つの可能性は、所望のアンテナ特性からフーリエ変換によって、適切な位相及び ／又は振幅制御回路を計算することである。これは、全てのノイズ源が或る方向 に位置している場合に、補助アンテナ利得を最適化することができるという利点 を有する。 図５に基づいて説明された実施例は、改善されたＳＬＢ性能が得られ、更に受 信機及び加算ネットワークを不要にするという利点を有する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９６年６月３日 【補正内容】 明細書 レーダー装置 本発明は、主ローブ及びサイドローブを持つ指向性アンテナ並びに主受信機を 具える主チャネル、指向性アンテナの指向性より実質的に低い指向性を持つ補助 アンテナ及び補助受信機を具える補助チャネル、並びに、主受信機及び補助受信 機に接続され、補助チャネルの信号より主チャネルの信号が強い時に次の処理を 行うために信号を通過させるための比較切換え手段を具えるサイドローブ除去回 路を具備するレーダー装置に関する。 この種のレーダー装置は、特許DE 30 28 225 C1 から既知である。既知のレー ダー装置は、補助アンテナの利得が指向性アンテナのサイドローブの利得より大 きいという原理に基づいている。従って、サイドローブの抑制は満足すべき範囲 で得られるが、指向性アンテナの主ローブ側面に入るノイズ源は除外される。特 に、レーダー装置が、主ローブの方向とターゲットの方向との間の誤差角度を求 めるための差分チャネルを具えている場合は、この方向に入るノイズ源はかなり の欠点になる。 本発明は、サイドローブ除去（ＳＬＢ）処理に差分チャネルを積極的に含むこ とによってこの問題を大幅に除去する。本発明は、主ローブの方向とターゲット の方向との間の誤差角度を求めるための差分アンテナ及び差分受信機を具える差 分チャネルを具え、比較切換え手段が、信号が結合された補助チャネル及び差分 チャネルより主チャネルに強く現れる時に、次の処理を行うために信号を通過さ せるように設計されたことを特徴とする。 US-A 3,916,408から、コヒーレントサイドローブキャンセラを具え、指向性ア ンテナの主ローブの方向には何もない補助アンテナを持つレーダー装置が既知で ある。この何もないことが、コヒーレントサイドローブキャンセリングの質を低 下させるクラッタの反射が補助チャネルに入り込むことを防ぐ。 本発明の好ましい実施例は、比較切換え手段が、信号が補助チャネル及び差分 チャネルより主チャネルに強く現れる時に、次の処理を行うために信号を通過さ せるように設計されたことを特徴とする。 本発明の他の好ましい実施例は、結合チャネルが、補助アンテナ及び差分アン テナの出力信号を加算するための加算ネットワークを含み、加算ネットワーク出 力に接続された結合受信機を具え、比較切換え手段が、信号が結合チャネルより 主チャネルに強く現れる時に、次の処理を行うために信号を通過させるように設 計されたことを特徴とする。 この実施例においては、結合チャネルは、差分チャネルの全ての特性を実際に は不変に一体化する。このように、結合チャネルは、誤差角度を求めるために用 いられる。差分は、補助アンテナの出力信号と結合されたように増強されるサイ ドローブである。従って、必要なことは、主ローブの中央部分を除いて、結合ア ンテナのアンテナ利得を指向性アンテナのそれより大きくすることである。 本発明の更に他の好ましい実施例は、アンテナ素子列を具え、この素子列から 主加算ネットワークによって主チャネルのための指向性アンテナが作られるレー ダー装置のために得られる。この実施例は、結合チャネルについて、素子列から 集合的加算ネットワークによって結合補助アンテナ／差分アンテナが作られ、結 合受信機が集合的加算ネットワークに接続され、比較切換え手段が、信号が結合 チャネルより主チャネルに強く現れる時に、次の処理を行うために信号を通過さ せるように設計されたことを特徴とする。 本発明について、以下の図面を参照して更に詳細に説明する。 図１は従来技術によるＳＬＢを表す図であり、 図２は指向性アンテナ、補助アンテナ及び差分アンテナを表すアンテナ特性図 であり、 図３は本発明によるＳＬＢの実施例を表す図であり、 図４は結合補助チャネル／差分チャネルよるＳＬＢの実施例を表す図であり、 図５は本発明によるＳＬＢを具えた整相列アンテナを表す図である。 図１は、従来技術によるＳＬＢを具えたレーダー装置を表す図であり、指向性 アンテナ１及び主受信機２を具える主チャネルの出力信号と、低い指向性を持つ 補助アンテナ３及び補助受信機４を具える補助チャネルの出力信号とが、ＳＬＢ 回路５において、切換えユニット７に指令を出す比較器６を用いて比較され、主 チャネルの出力信号が補助チャネルの出力信号より強い時にのみ通過し、それは 次の処理のための出力８に現れる。動作原理は、妨害電波が指向性アンテナ１の サイドローブにより主受信機２に入り込み、強度を得て、補助アンテナ３を経て 補助受信機４に入り、その後切換えユニット６が、ノイズ信号が出力８に現れる のを阻止する。従って、少なくとも妨害電波の方向で、補助アンテナ３のアンテ 請求の範囲 １．主ローブ及びサイドローブを持つ指向性アンテナ並びに主受信機を具える主 チャネル、指向性アンテナの指向性より実質的に低い指向性を持つ補助アンテナ 及び補助受信機を具える補助チャネル、並びに、主受信機及び補助受信機に接続 され、補助チャネルの信号より主チャネルの信号が強い時に次の処理を行うため に信号を通過させるための比較切換え手段を具えるサイドローブ除去回路を具備 するレーダー装置において、主ローブの方向とターゲットの方向との間の誤差角 度を求めるための差分アンテナ及び差分受信機を具える差分チャネルを具え、比 較切換え手段が、信号が結合された補助チャネル及び差分チャネルより主チャネ ルに強く現れる時に、次の処理を行うために信号を通過させるように設計された ことを特徴とするレーダー装置。 ２．請求項１に記載のレーダー装置において、比較切換え手段が、信号が補助チ ャネル及び差分チャネルより主チャネルに強く現れる時に、次の処理を行うため に信号を通過させるように設計されたことを特徴とするレーダー装置。 ３．請求項１に記載のレーダー装置において、結合チャネルが、補助アンテナ及 び差分アンテナの出力信号を加算するための加算ネットワークを含み、加算ネッ トワーク出力に接続された結合受信機を具え、比較切換え手段が、信号が結合チ ャネルより主チャネルに強く現れる時に、次の処理を行うために信号を通過させ るように設計されたことを特徴とするレーダー装置。 ４．アンテナ素子列を具え、この素子列から主加算ネットワークによって主チャ ネルのための指向性アンテナが作られる請求項１に記載のレーダー装置において 、結合チャネルについて、素子列から集合的加算ネットワークによって結合補助 アンテナ／差分アンテナが作られ、結合受信機が集合的加算ネットワークに接続 され、比較切換え手段が、信号が結合チャネルより主チャネルに強く現れる時に 、次の処理を行うために信号を通過させるように設計されたことを特徴とするレ ーダー装置。 ５．請求項４に記載のレーダー装置において、素子が、主加算ネットワーク及び 集合的加算ネットワークに接続するため、それぞれそれに固有の位相及び／又 は振幅調整回路を持つ少なくとも２つの受信機出力を具え、差分アンテナが集合 的加算ネットワークによって実現され、増大されたサイドローブレベルが、集合 的加算ネットワークに接続された受信機出力の位相及び／又は振幅調整回路の制 御中に偏移を導入することによって実現されることを特徴とするレーダー装置。 ６．請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーダー装置において、主受信機が 、主チャネル中の信号を予め定められた閾値と比較するための閾値回路を具え、 比較切換え手段が、閾値の通過が生起した時にのみ動作することを特徴とするレ ーダー装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クレイエル ヒューゴ オランダ国 7622 エルカー ボルネ リ フテルスプレイン ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アンテナのサイドローブによって受信されるノイズ信号を抑制するための手 段を具えるレーダー装置であって、指向性アンテナ及び主受信機を具える主チャ ネル、低い指向性を持つ補助アンテナ及び補助受信機を具える補助チャネル、並 びに、主受信機及び補助受信機に接続された比較切換え手段を具え、主チャネル 及び補助チャネルにおける信号強度に従って次の処理を行うために信号を通過さ せるサイドローブ消去回路を具えるレーダー装置において、更に差分アンテナ及 び差分受信機を具える差分チャネルが加えられ、比較切換え手段が、主チャネル 、補助チャネル及び差分チャネルの信号強度の組合せに従って次の処理を行うた めに信号を通過させるように設計されたことを特徴とするレーダー装置。 ２．請求項１に記載のレーダー装置において、比較切換え手段が、補助チャネル 及び差分チャネルより主チャネルに強く現れる信号を、次の処理を行うために通 過させるように設計されたことを特徴とするレーダー装置。 ３．請求項１に記載のレーダー装置において、結合チャネルが、補助アンテナ及 び差分アンテナの出力信号を加算するための加算ネットワークを含み、加算ネッ トワーク出力に接続された結合補助受信機／差分受信機を具え、比較切換え手段 が、結合チャネルより主チャネルに強く現れる信号を、次の処理を行うために通 過させるように設計されたことを特徴とするレーダー装置。 ４．アンテナ素子列を具え、この素子列から主加算ネットワークによって主チャ ネルのための指向性アンテナが作られる請求項１に記載のレーダー装置において 、結合チャネルについて、素子列から集合的加算ネットワークによって補助アン テナ／差分アンテナが作られ、結合補助受信機／差分受信機が集合的加算ネット ワークに接続され、比較切換え手段が、結合チャネルより主チャネルに強く現れ る信号を、次の処理を行うために通過させるように設計されたことを特徴とする レーダー装置。 ５．請求項４に記載のレーダー装置において、素子が、主加算ネットワーク及び 集合的加算ネットワークに接続するため、それぞれそれに固有の位相及び／又 は振幅調整回路を持つ少なくとも２つの受信機出力を具え、差分アンテナが集合 的加算ネットワークによって実現され、増大されたサイドローブレベルが、集合 的加算ネットワークに接続された受信機出力の位相及び／又は振幅調整回路の制 御中に偏移を導入することによって実現されることを特徴とするレーダー装置。 ６．請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレーダー装置において、主受信機が 、主チャネル中の信号を予め定められた閾値と比較するための閾値回路を具え、 比較切換え手段が、閾値の通過が生起した時にのみ動作することを特徴とするレ ーダー装置。