JPS59105576A - Radar equipment - Google Patents

Radar equipment

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JPS59105576A
JPS59105576A JP57216216A JP21621682A JPS59105576A JP S59105576 A JPS59105576 A JP S59105576A JP 57216216 A JP57216216 A JP 57216216A JP 21621682 A JP21621682 A JP 21621682A JP S59105576 A JPS59105576 A JP S59105576A
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JP
Japan
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phase
antenna
phase shift
correction amount
clutter
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JP57216216A
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Japanese (ja)
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Masanori Jinriki
正宣 神力
Noboru Kurihara
昇 栗原
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Mitsubishi Electric Corp
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Technical Research and Development Institute of Japan Defence Agency
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Publication date
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Publication of JPS59105576A publication Critical patent/JPS59105576A/en
Publication of JPH024869B2 publication Critical patent/JPH024869B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems 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
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/42Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
    • G01S13/426Scanning radar, e.g. 3D radar

Abstract

PURPOSE:To reduce clutter to achieve the enhancement of detection capacity, in a flight body-borne radar for performing electronical beam scanning, by such a simple constitution that the phase shift amount of an antenna element is controlled by operating and correcting a phase corresponding to a scanning mode. CONSTITUTION:An information treatment device 8 calculates third system phase data corresponding to the altitude from a radio wave altimeter 15 to store the same in the phase correcting amount memory circuit 12 of a beam scanning controller 9. When the repeated number of a medium pulse wherein a signal is embedded in side lobe clutter is selected in this state by a controller 1, a earthed switch 14 is changed over during a high pulse repeated frequency mode by the change-over signal (c) from the treatment device 8. By this mechanism, the phase correcting amount of the circuit 12 is added to the phase shift from a phase shift amount operation and controll circuit 10 in an adder 13 while the phase shift amount of the antenna element of a phased array antenna 4 is controlled and only the side lobe below main beam is lowered without deflecting an antenna beam width to a large extent. As a result, clutter due to the sea level and the ground level is reduced and the enhancement of detection capacity can be achieved.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、飛しよう体に搭載されて電子的にビーム走
査を行なうパルスドツプラ方式のレーダ装置に関するも
ので、;41:来のビーム走査のためのビーム走査制御
器にアンテナパターン成形のための位相補正量記憶回路
、加算器および切換器を設けて、これらを制御111 
してフェーズドアレイアンテナの移相器′ft祁動劃(
側lすることによって・アンチ(2) ナサイドローブ特性?レーダの動作モードに応じて制御
し、地上又は性向からのクラッタを減少させ目標体11
EII 1iP、カケ大幅VC向上させようとするレー
ダ装置?提供しようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a pulsed Doppler radar device mounted on a flying vehicle and performing electronic beam scanning; A phase correction amount storage circuit, an adder, and a switch are provided for pattern forming, and these are controlled by 111.
The phase shifter of the phased array antenna is
Anti (2) side lobe characteristics by side l? Control according to the radar operation mode to reduce clutter from the ground or from the target object 11
EII 1iP, a radar device that attempts to significantly improve VC? This is what we are trying to provide.

従来のフェーズドアレイアンテナ又σ機械走食アンテナ
をハ1いたパルスドツプラレーダでは、アンテナのサイ
ドロープ會低下させるtめにアンテナ素子又はアレイ素
子の+J+i llV+’+分布′に制−していた。
In a pulsed Doppler radar using a conventional phased array antenna or σ mechanical erosion antenna, the +J+IllV+'+ distribution' of the antenna element or array element is controlled in order to reduce the antenna side lobe ratio.

込に悄機能をアンテナ素子が有していないパッシブ型フ
ェーズドアレイアンテナ又は伶械的走査アンテナでは、
一旦mll&1分布ヶ設定してしまうとアンテナパター
ンは一読的に決定されてしまい、レーダとしての動作中
にその特性ケ変更することができなかった。さらには、
低サイドローブ特性にすると、アンテナ利得が低下して
レーダ探知距離9能が低下する欠点がめった。
In passive phased array antennas or mechanical scanning antennas in which the antenna elements do not have any special functions,
Once the mll&1 distribution is set, the antenna pattern is determined at a glance, and its characteristics cannot be changed during operation as a radar. Furthermore,
Low sidelobe characteristics often have the drawback of decreasing antenna gain and reducing radar detection distance.

この発明は、従来のレーダ装置でのこのような欠点全除
去するためになされたもので、低サイドローブ特1g:
全得るために四幅を制御する代りに位相k ・n+1止
する方式を採用し0本来のビーム走査の(3) ためのビーム走食訓−器に位相袖正童記憶回路。
This invention was made to completely eliminate these drawbacks of conventional radar equipment, and has low sidelobe characteristics of 1g:
Instead of controlling the four widths to obtain the full width, a method of stopping the phase k · n + 1 is adopted, and a phase sleeve correction memory circuit is used in the beam scanning training device for (3) of the original beam scanning.

加算器および切換器を設けて、′電波高度計からの飛し
よう体すなわち不レーダ装置の高度をボす信全制呻する
ものである。位相袖正蛍?アンテナ開口曲上に3次系の
位相分布が得られるようにすると、アンテナメインビー
ムが大幅に偏同才ることなくアンテナメインビーム下方
のみのサイドローブを低下させることができるので、地
上又は海面からのクラッタを大幅に減少させることがで
きる。
An adder and a switch are provided to completely control the altitude of the flying object or non-radar device from the radio altimeter. Phase Sodemasa Hotaru? By obtaining a third-order phase distribution on the antenna aperture curve, it is possible to reduce the sidelobes only in the lower part of the antenna main beam without causing the antenna main beam to become significantly unbalanced. clutter can be significantly reduced.

従って9強勢なりラッタ環境下でも目標探知能力が大幅
に向上しうるレーダ装置を提供しようとするものである
Therefore, it is an object of the present invention to provide a radar device whose target detection ability can be greatly improved even under a 9-force or rutter environment.

以下図によって従来のレーダ装置とこの発明のレーダ装
置全説明する。第1図は従来のレーダ装置の一構成例を
示す図であり、同図において(11は制御器、(21は
送信機、(31は送受切換器、(41はフェーズドアレ
イアンテナ、(5;は受信4’J3e、+61は信号処
理器、(71は指示器、(8)は情報処理器、 +91
idビーム(4) 走査+1111ii11器、 0口1は移相量演算制御
回路、 (111け駆動回路、Σけモノパルス和チャン
ネル、Δはモノパルス差チャンネルである。
The conventional radar device and the radar device of the present invention will be fully explained below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional radar device, in which (11 is a controller, (21 is a transmitter, (31 is a transmitter/receiver switcher, (41 is a phased array antenna, (5; is the reception 4'J3e, +61 is the signal processor, (71 is the indicator, (8) is the information processor, +91
ID beam (4) scanning +1111ii11 device, 0 port 1 is phase shift calculation control circuit, (111 drive circuit, Σ monopulse sum channel, Δ monopulse difference channel.

上記従来のレーダ装置の構成は以上のようになっている
から、制御器(11で選択されたレーダ送信モードに基
づいて、送信機(21はパルス状の送信信号を発生し送
受切換器(31ケ経てフェーズドアレイアンテナ(4)
に送る。フェーズドアレイアンテナ(41から送信信号
は空間に放射され、目標で反射して受信され内び送受切
換器(31を経て受信機+51 K入力され増幅後ミキ
シングされて信号処理器(61でビデオ信号として必要
な処理が施されて指示器(7)に表示される。また上記
信号処理器(6)の出力は情報処理器(81に送られて
、制御器(1:からの目標追尾指令に基づいて目標追尾
処理を実施し、正確力距離と速度および角度↑H11を
佃出し指示器(71にシンボルおよび数字で表示する。
Since the configuration of the above-mentioned conventional radar device is as described above, the transmitter (21 generates a pulse-shaped transmission signal and the transmitter/receiver switch (31 Phased array antenna (4)
send to The transmitted signal is radiated into space from the phased array antenna (41), reflected by the target, received, and then input to the receiver +51K via the transmitter/receiver switcher (31), where it is amplified, mixed, and sent to the signal processor (61) as a video signal. Necessary processing is performed and displayed on the indicator (7).The output of the signal processor (6) is sent to the information processor (81) and is processed based on the target tracking command from the controller (1). The target tracking process is executed, and the accurate force distance, speed, and angle ↑H11 are displayed in symbols and numbers on the stick-out indicator (71).

一方制b+11器(11で選択された榎域およびビーム
走査パターンに基づき、情報処理器(81がビーム走査
角度指令信号&全ビーム走査制御器+91内の移相量演
算1+’制御回路(抛に送ると。
One-way control B + 11 unit (Based on the field and beam scanning pattern selected in 11, the information processor (81 is a beam scanning angle command signal & all beam scanning controller + When I send it.

(5) 移相量演算制御回路(lO)はフェーズドアレイアンテ
ナ(4)全構成する図示していない多数のアンテナ素子
の移相器に与えるべき移相量を演′痺し、駆動回路(1
1)から移相器駆動信号すを出力してアンテナ索子の移
4’14器全駆動設定する。この結果、アンテナメイン
ビームは指令方向に指向することになる。
(5) The phase shift amount calculation control circuit (lO) calculates the amount of phase shift to be given to the phase shifters of the large number of antenna elements (not shown) that make up the entire phased array antenna (4), and
1) outputs a phase shifter drive signal to set the antenna cable shifter to full drive. As a result, the antenna main beam is directed in the command direction.

ところで捜索追尾レーダは大地からのクラッタを除去す
るためにパルスドツプラ方式が採用されており、目標速
度の不確定が生じない程充分高いPRF (Pulse
 RePeatation Frequency:パル
ス繰返し周波数)全錘くした商PRF方式が用いられる
。第2図は従来のパルスドツプラレーダの動作原理を示
す図であり、第2図(1)に示すようにアンテナ主ビー
ム(20+が目標1 F221と目標2■)および大地
−)全照射すると、受信4′:4号のスペクトルは第2
区1(b)に示すようにメインビームクラッタ固とサイ
ドローブクラッタ母が周波数軸上で広がシPRF : 
tr9J:に現われる。対向して接近してくる目標1(
2)は送信周波数f、よりドツプラ周波Mfdtだけ高
い周波数fo + fdl で受信されるので、メイン
ビームクララ(6) タQ!1)およびサイドローブクラッタα;)とはJM
波数軸士で明確に分離することができ、アンテナサイド
ローブ(211が大きくても不要なりラックを除去すれ
ば対同接近目標のみ1r演出できる。これに対し同一方
向に鵡行しつつ接近してくる目標2日)からの受信イト
号け)は弔2図(b)に示すように、メインビームクラ
ラタム;の周波数と送信1M波数f、の間の周波数fQ
 十fd2  となるので、送信PRF %に析りlな
って大きなレベルとなったサイドローブクラッタ(2)
;)に埋もれてしまう。従って、目標H23+に対して
はサイドローブクラッタGilのPRF毎の重なり合い
を便力少なくするために、 PRFの値全低くするとと
もにメインビームクラッタ広1が周波数軸上でlなり合
わない程度にPRFの値を高くした中PRF方式が用い
られる。第2図(e)け中PRFモードでの受信信号の
周波数スペクトル?示す図であるが、追跡接近目標信+
8[けサイドローブクラッタ(イ)とほぼ同相反の大き
さになる。ただし、サイドローブクラッタ伽)の電力レ
ベルは送信および受信のアンテナサイドローブの大きさ
に比例し、高度の2栄に(7) 反比例して大きくなるので、アンテナサイドローブが大
きい場合およびレーダ絞首の地上からの高邸が低い場合
には、堪跡接近目標信号鶴lけサイドローブクラッタに
埋もれてしまい検出できなくなる。従って、目標偵−Q
全すイドローブクラッタ中から検出するためには、アン
テナサイドローブをさらに減少させる必要がある。
By the way, the search and tracking radar uses the pulse Doppler method to remove clutter from the ground, and the PRF (Pulse
A fully weighted quotient PRF method is used. Figure 2 is a diagram showing the operating principle of a conventional pulsed Doppler radar. As shown in Figure 2 (1), when the antenna main beam (20+ is target 1, F221 and target 2■) and the earth -) is fully irradiated, , reception 4': The spectrum of No. 4 is the second
As shown in Section 1(b), the main beam clutter and sidelobe clutter are spread out on the frequency axis.PRF:
Appears in tr9J:. Target 1 (
2) is received at a frequency fo + fdl higher than the transmission frequency f by the Doppler frequency Mfdt, so the main beam Clara (6) taQ! 1) and sidelobe clutter α;) are JM
They can be clearly separated in the wave number axis, and even if the antenna side lobe (211) is large, it is unnecessary and if the rack is removed, only the same approaching target can be produced. As shown in Figure 2 (b), the reception target number from the coming target 2nd day) is at a frequency fQ between the frequency of the main beam Claratum; and the transmission 1M wave number f.
10fd2, so the sidelobe clutter (2) is reduced to a large level by decreasing the transmission PRF%.
;). Therefore, for the target H23+, in order to reduce the overlap of sidelobe clutter Gil for each PRF, the value of PRF is completely lowered, and the PRF is adjusted to such an extent that the main beam clutter width 1 does not match l on the frequency axis. A medium PRF method with a high value is used. Fig. 2(e) Frequency spectrum of received signal in middle PRF mode? As shown in the figure, the tracking approaching target signal +
8 [The magnitude is almost the same as that of the sidelobe clutter (a). However, the power level of sidelobe clutter is proportional to the size of the transmitting and receiving antenna sidelobes, and increases inversely with altitude (7). If the height from the ground is low, the approaching target signal will be buried in sidelobe clutter and cannot be detected. Therefore, target reconnaissance-Q
In order to detect all of the idrobe clutter, it is necessary to further reduce the antenna sidelobes.

このように、パルスドツプラレーダのA PRFモード
では、アンテナサイドローブが高くてもクラッタのみ金
除去できるのでアンテナ利得ヲ高くすることが目標体知
能力向上のために要求され、中PRFモードでは、アン
テナ利得が低下してもアンテナサイドローブを低くする
ことが要求される。
In this way, in the A PRF mode of a pulsed Doppler radar, even if the antenna side lobe is high, only clutter can be removed, so a high antenna gain is required to improve the target detection ability, and in the medium PRF mode, Even if the antenna gain decreases, it is required to lower the antenna sidelobes.

ところが、従来の2エーズドアレイアンテナや機械的駆
動アンテナでは、一旦開口分布全設定してし壕うと物理
的彦改修r施こさないとアンテナパターン全変化できな
いため、アンテナ利得を低下させてアンテナサイドロー
ブの低下を計っていた。
However, with conventional 2-aided array antennas and mechanically driven antennas, once the full aperture distribution has been set, the antenna pattern cannot be completely changed without physically modifying the height. I was measuring the fall of the robe.

しかし、アンテナ利得も低下するために、l:1標徐知
熊力が低下する欠点があった。
However, since the antenna gain also decreases, there is a drawback that the l:1 target signal strength decreases.

(8) この発明は、クラッタが飛しょう体に搭載されたレーダ
装置の下方のみに存在することに着目し。
(8) This invention focuses on the fact that clutter exists only below a radar device mounted on a flying object.

アンテナメインと一ム下方のみのサイドローブを低下さ
せようとするものである。
This is intended to reduce side lobes only at the main antenna and one point below.

以下この発明の一実施例を図面により詳述する。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第3図は、この発明の一実施例を示す図であり。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

この発明の特徴とするところは第1図に示す従来のレー
ダ装置のビーム走査制御器(9)に位相補正量記憶回路
f121 、加算器(151および切換器(14)を設
置し。
The feature of this invention is that a phase correction amount storage circuit f121, an adder (151) and a switch (14) are installed in the beam scanning controller (9) of the conventional radar device shown in FIG.

電波高度計(15)からの高)W信号を用いるだけの簡
単な構成によって、アンテナメインビーム下方のサイド
ローブケパルスドップラレーダのモードに応じて切9侯
えてサイドローブクラッタを低下させ。
With a simple configuration that only uses the high W signal from the radio altimeter (15), the side lobe clutter below the antenna main beam can be reduced depending on the mode of the pulse Doppler radar.

目標探知能力を向上させることができるようにしたとこ
ろにある。位相補正量記憶回路(12)には、情報処理
器(81が高II信号Hに応じて計算したアンテナ開口
面上の3次系位相データdが、多数のアンテナ系子に対
して記憶されている。情報処理器(81からのビーム走
査角度指令信号a[基づいて、移4・目量演算制御回路
叫は各アンテナ系子に対してと(9) 一ム指回に必要な様相量全計算する。制御1器(11で
中PRFモードが選択されると、情報処理器(8;の切
換信号Cによって切換器(141は加算器(13)と位
相補正量記憶回路(12Iを接続し、ビーム指向のため
の移相量と3次系位相補正量が各アンテナ素子毎にカロ
算器(131で加算されて、駆動回路01)全通してフ
ェーズドアレイアンテナ(41のアンテナ素子内移相器
全駆動する。
The goal is to improve target detection ability. The phase correction amount storage circuit (12) stores cubic phase data d on the antenna aperture surface calculated by the information processor (81) in response to the high II signal H for a large number of antenna elements. Based on the beam scanning angle command signal a from the information processor (81), the shift/scale calculation control circuit outputs the total amount of modality required for each antenna system (9). Calculate. When the medium PRF mode is selected in the controller 1 (11), the switch (141) connects the adder (13) and the phase correction amount storage circuit (12I) by the switching signal C of the information processor (8). , the amount of phase shift for beam pointing and the amount of third-order phase correction are added for each antenna element by a Calo calculator (131), and the phase shift amount within the phased array antenna (41 antenna elements is calculated by the drive circuit 01). Fully powered.

また、制御器(11で高PRFモードが選択されると。Also, when the high PRF mode is selected with the controller (11).

情報処理器(8)は切換器(141を制御して7J[I
算器+131の位相補正量記憶回路+121側の端子を
接地するので加算器入力はゼロとなり、移相量演算制御
回路叫の出力はそのまま加算器+131 k通過して駆
動回路(11)よりアンテナ素子の移相器に供給される
The information processor (8) controls the switch (141) to
Since the terminal on the phase correction amount storage circuit +121 side of the adder +131 is grounded, the input to the adder becomes zero, and the output of the phase shift amount calculation control circuit passes through the adder +131k as it is and is sent to the antenna element from the drive circuit (11). phase shifter.

第4図はこの発明で使用した3次系位相袖止によるサイ
ドローブ低減化會示す図であシ、第4図(、)は開ロ曲
振幅分布、第4図(b)は3次系位相分布を示す図であ
り、又第4図(c)は3次系位相補正を実施しない場合
のアンテナパターンと、実施したときのアンテナパター
ンを示す図であシ、この図(lO) u 1961年にMcGraw−Hil1社よ、!7f
行されたAntennaEngineerIng Ha
ndbook 2.11章にボされている。この図から
明らかなように約−23dBのサイドローブレベルが3
次系位相補正によりメインビームの一方のみ約−36d
Bに低下する。クラッタは下方のみに存在するので、低
サイドローブ領域をメインビームの下方になるようにす
れば良い。すなわちアンテナの中心を通る水平線(x 
11+ )よシ上方の位相が遅れ、下方の位相が進むよ
うに3次系の位相分布を与えれば良いことになる。この
ように高PRFモードでアンテナサイドローブが置くて
も、中PRFモードではアンテナ開口面に3次系の位相
分布を与えることによって容易に低サイドローブ化が計
れるために、各モードで最適なアンテナの特性を得るこ
とができる。一方、従来のレーダ装置で約−3fidB
程度の低サイドローブ性能′(f−得ようとすると、開
口面の振幅分布を余弦関数の2乗以上の分布にする必要
があり、この場合にはアンテナの開口能率が、約−23
dBのサイドローブ性能を得る余弦関数の1乗の開口面
撮幅分布に比して約82%((n) −0,85dB)に低下するので、レーダの距鰯4性能
は。
Figure 4 is a diagram showing the sidelobe reduction by the third-order system phase cuff used in this invention. Figure 4 (,) is the open curve amplitude distribution, and Figure 4 (b) is the third-order system. FIG. 4(c) is a diagram showing the phase distribution, and FIG. 4(c) is a diagram showing the antenna pattern when cubic phase correction is not performed and the antenna pattern when it is implemented. This diagram (lO) u 1961 McGraw-Hill 1 company in 2018! 7f
AntennaEngineerIng Ha
It is written in Chapter 2.11 of ndbook. As is clear from this figure, the sidelobe level of approximately -23dB is 3.
Approximately -36d for one side of the main beam due to secondary system phase correction
It decreases to B. Since clutter exists only below, the low sidelobe region may be located below the main beam. In other words, the horizontal line (x
11+), it is sufficient to provide a cubic phase distribution so that the upper phase lags and the lower phase advances. Even if antenna side lobes are present in the high PRF mode, it is easy to reduce the side lobes in the medium PRF mode by giving the antenna aperture a third-order phase distribution. characteristics can be obtained. On the other hand, with conventional radar equipment, approximately -3fidB
In order to obtain low sidelobe performance (f), it is necessary to make the amplitude distribution of the aperture plane equal to or higher than the square of the cosine function, and in this case, the aperture efficiency of the antenna is approximately -23
Compared to the aperture width distribution of the first power of the cosine function that obtains the sidelobe performance of dB, the radar's performance is reduced to about 82% ((n) -0.85 dB).

本発明によるレーダ装置の約90係に低下してしまう。The radar device according to the present invention has a coefficient of about 90.

第5図は、この発明による効果を示す図であり。FIG. 5 is a diagram showing the effects of this invention.

第5図(a)td中PRFパルスドツプラモードでの1
1711作を示しており、アンテナメインビーム(列の
下方のアンテナサイドローブ(21)のみが低下してお
り、大地(財)からのクラッタ反射電力が減少する。w
15図(b)は受信スペクトルをホしており、サイドロ
ーブクラッタc2B+が低下し追跡接近目標信号例が、
低い一度でも充分サイドローブクラッタ(イ)1よりも
大きくなシ目標の検出能力が大幅に向上している。
Figure 5 (a) 1 in PRF pulse Doppler mode during td
1711, only the antenna main beam (antenna side lobe (21) below the row) is reduced, and the clutter reflected power from the ground is reduced.w
Figure 15(b) shows the received spectrum, and the sidelobe clutter c2B+ is reduced and the tracking approach target signal example is
The ability to detect targets larger than 1 with sufficient sidelobe clutter (a) even at a low level has been greatly improved.

次に、アンテナ開口t&I K与える3次系位相データ
dの算出法について述べる。
Next, a method for calculating the third-order phase data d provided by the antenna aperture t&I K will be described.

3次系位相データすなわち第4図(b)に示すアンテナ
開口端部の最大位相量βの値は、飛しょう体に恰載され
たレーダ装置の高度Hによって主に決尾される。サイド
ローブクラッタの単位受信帝域当シの平均受信゛1力p
sLは (12) K :レーダ「a元r(よって求まる定数γ :大地又
は海面からのクラッタ反射係数G8L :アンテナサイ
ドローブ平均利得vR:飛しょう体水平飛速度 H:飛しょう体(レーダ′yi雁)高度となシ、高度H
によって最も大きく変化することが明らかとなる。ここ
で飛しょう体の水平飛行速度VRは通常の運用時には大
幅に変化し々いことおよびクラッタ反射係数rは大地か
海面かといった種類によって大幅に変化するものである
ので海面上での作動を仮定すれば大%jKは変化しない
ことから、サイドローブクラッタの平均受信電力P8L
け R となる。この式から明らかなようにアンテナサイ(13
) トロープ平均利得を高[Hに比汐11シて変化させれば
、高度HK依らず常に一定のサイドローブクラッタ受信
電力となる。3次系位相分布をアンテナ開口面に与えな
いときのサイドローブクラッタの受信電力がレーダ受信
機で発生する熱雑音電力よりも小さくなるときの高度を
基準高度H,とすると。
The third-order phase data, that is, the value of the maximum phase amount β at the end of the antenna aperture shown in FIG. 4(b) is determined mainly by the altitude H of the radar device mounted on the spacecraft. Sidelobe clutter unit reception area average reception power p
sL is (12) K: Radar 'a element r (Thus, constant γ: Clutter reflection coefficient from the earth or sea surface G8L: Antenna side lobe average gain vR: Projectile horizontal flight speed H: Projectile object (radar 'yi) Geese) Altitude and Nashi, Altitude H
It is clear that the biggest change is caused by Here, since the horizontal flight speed VR of the projectile tends to change significantly during normal operation, and the clutter reflection coefficient r changes significantly depending on the type of aircraft, such as land or sea surface, we assume operation on sea surface. Then, since large %jK does not change, the average received power of sidelobe clutter P8L
keR becomes. As is clear from this equation, the antenna size (13
) If the trope average gain is changed by a factor of 11 relative to high [H], the sidelobe clutter received power will always be constant regardless of the altitude. Let us assume that the reference altitude H is the altitude at which the received power of sidelobe clutter is smaller than the thermal noise power generated by the radar receiver when the third-order phase distribution is not applied to the antenna aperture.

画度Hが基準高度H,よりも高いときには、アンテナサ
イドローブ會低くする必要はなく、低くなるときだけ3
次系位相分布を与えれば良いことになる。、また開口面
端部の最大位相量βとアンテナメインビーム下方のサイ
ドローブ平均利得は、正確には下方に存在するすべての
サイドローブの′電力平均値を求めた結果で決定される
べきものであるが の近似式で表わされる。
When the visibility H is higher than the reference altitude H, there is no need to lower the antenna sidelobe, and only when it becomes lower, 3
All that is required is to give the phase distribution of the order system. , and the maximum phase amount β at the edge of the aperture and the average gain of the lower side lobe of the antenna main beam should be precisely determined from the result of calculating the average power value of all the side lobes existing below. It is expressed by an approximate expression.

従って各アンテナ集子に与える位相補正輩φ1は第4図
(b)に示すように、X軸を水平方間、y軸を上下方向
(垂直方向)、z軸をアンテナ正面方向(14) としたia交坐標において φ1=−βyI3     ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・+41yi:i
番目のアンテナ索子のy軸方向距離でアンテナ中心でゼ
ロ、アンテナ開口端部で1である。
Therefore, as shown in Fig. 4(b), the phase correction factor φ1 given to each antenna cluster is as follows: At the ia intersection mark, φ1=-βyI3 ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・+41yi:i
The distance in the y-axis direction of the th antenna strand is zero at the antenna center and 1 at the antenna aperture end.

このように情報処理器(8)は高度信号Hを基準高度両
と比較し、小ζい揚台にit屓大位相量βを計算して、
各アンテナ素子に与えるべき位相補正量φ1を計算する
することができる。従って、第3図に示すように電波高
度計05)からの高度信号Hによシ情報処理器(81が
、第5図(b)のサイドローブクラッタぼ;)を常に受
信機熱雑音電力レベル以下にする最大位相量βの値を計
痺し、さらに各アンテナ索子に与えるべき3次系位相袖
正鼠φiを位相補正量記憶回路(121に転送して記憶
させて、アンテナ開口面に3次系位相分布を実現すれば
、ビーム走査全行ないつつ、しかも、高度が低下しても
サイドローフクラッタを減少させることができ、サイド
ローブクラッタと周波数軸上で競合する目標の検出能(
15) カケ大幅に同士させることができる。
In this way, the information processor (8) compares the altitude signal H with the reference altitude and calculates the large phase amount β for the small platform.
The amount of phase correction φ1 to be given to each antenna element can be calculated. Therefore, as shown in Fig. 3, the altitude signal H from the radio altimeter 05) is always kept below the receiver thermal noise power level by the information processor (81 is the sidelobe clutter in Fig. 5(b)). In addition, the value of the maximum phase amount β to be given to each antenna cable is transferred to the phase correction amount storage circuit (121) and stored, and the third-order phase correction value φi to be given to each antenna cable is transferred to the phase correction amount storage circuit (121) and stored. By realizing a second-order phase distribution, it is possible to reduce sidelobe clutter even when the altitude decreases while performing full beam scanning, and the detection ability of targets that compete with sidelobe clutter on the frequency axis (
15) It is possible to significantly reduce the amount of chips.

以上述べたごとく、この発明によれば、電子的にビーム
定言全行なうレーダ装置において、ビーム走査列9dl
器に位相補正量記tは回路、加算器および切換器全設置
し、電波高度計からの高度信号を用いるだけの簡単な構
成で、アンテナ開口面上に3次系位相分布全与え、レー
ダモードに応じてレーダ距離性能全劣化させずに低サイ
ドローブ化全計り1強勢なりラッタ環境下での目標探知
能力全大幅に向上きせることができる。
As described above, according to the present invention, in a radar device that performs all beam definition electronically, the beam scanning row 9dl
It is a simple configuration that only requires a circuit, an adder, and a switch to record the phase correction amount on the antenna, and uses the altitude signal from the radio altimeter.It gives the entire third-order phase distribution on the antenna aperture surface and converts it to radar mode. Accordingly, it is possible to significantly improve the target detection ability in a rutter environment by reducing side lobes without completely degrading the radar distance performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のレーダ装置の構成を示す図、第2図は従
来のレーダの動作を示す図、第3図はこの発明に基づく
一実施例を示す図、584図はこの発明によるサイドロ
ーブ低減化を示す図、第5因はこの発明に基づくレーダ
の動作と効;m’に示す図でめり、(11は制御器、(
21け込4*情、(31け送受切換器、(41はフェー
ズドアレイアンテナ、(5Iは受信機。 (6)は信号処理器、(71は指示器、(8)は情報処
理器。 (9)はビーム走査制御器a (Illけ様相重演Jf
4部+1i目1器。 (16) (11)は駆動回路、 t12)は位相補正量記憶回路
、03)は加算器、 (14+は切換器、 f15+は
電波高度計、@jはアンテナメインビーム、聞)はアン
テナサイドローブ、@は目標1.c!’IIは目標2.
f241は大地、師;はメインビームクラッタ、伽)は
サイドローブクラッタ、@は対向接近目標信号、 CI
!81は追跡接近目標信号である。 なお2図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。 代理人葛野信− (17)
Fig. 1 is a diagram showing the configuration of a conventional radar device, Fig. 2 is a diagram showing the operation of the conventional radar, Fig. 3 is a diagram showing an embodiment based on the present invention, and Fig. 584 is a diagram showing the side lobe according to the present invention. The fifth factor is the operation and effectiveness of the radar based on the present invention;
(41 is a phased array antenna, (5I is a receiver. (6) is a signal processor, (71 is an indicator, (8) is an information processor. 9) Beam scanning controller a
4 parts + 1 i eye 1 device. (16) (11) is the drive circuit, t12) is the phase correction amount storage circuit, 03) is the adder, (14+ is the switch, f15+ is the radio altimeter, @j is the antenna main beam, and ) is the antenna side lobe. @ is goal 1. c! 'II is goal 2.
f241 is earth, main beam clutter, 弽) is sidelobe clutter, @ is oncoming approaching target signal, CI
! 81 is a tracking approaching target signal. Note that the same or corresponding parts in the two figures are designated by the same reference numerals. Agent Makoto Kuzuno (17)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 飛しょう体に帝威され、電子的にビーム走査を行なうパ
ルスドツプラ方式のレーダ装置において。 フェーズドアレイアンチナラ構成する多数のアンテナ素
子の移相器の移相量を演算する移相量演算制御回路と、
アンテナ開口面上の3次系位相データを記憶する位相補
正量記憶回路と、上記移相i演算制御回路の出力と上記
位相補正量記憶回路の出力を加算する刀Ω算器と、上記
加算器と上記位相補正量記憶回路とを接続し、上記位相
補正量記憶回路の出力を上記刀口真器に与える切戻器と
を備え。 上gピ多数のアンテナ素子の移相器全制御aIするビー
ム走査制御回器と、地面又は性向に対する飛しょう体の
飛しょう高度全測定する遍波高度計からのレーダ高度信
号に応じてアンテナ囲口面に与える3次系位相テータを
計厚し、それを上記位相補正量記憶回路にJピ憶させる
機能と、ビーム走査A反宿(1) 令信号を上記移相食潰n制御回路に発生する機能および
目標信号とサイドローブクラッタが周波数軸上で競合す
るレーダ送信モードのときに切換信号を上記切換器に発
生して位相補正蓋記1!回路と7JD算器全接続させる
機能とを有する情報処理器とを設け、上記移相量演算制
御回路からのビーム走査のための位相データと上記位相
補正量記憶回路からの3次系位相データとを加算器によ
り加算して、アンテナ開口面上に3次系位相分布を与え
ることによって、サイドローブクラッタと周波数軸上で
競合する目標信号を検出すること全特徴とするレーダ装
置。
[Claims] In a pulsed Doppler type radar device that is controlled by a flying object and performs beam scanning electronically. a phase shift amount calculation control circuit that calculates the phase shift amount of a phase shifter of a large number of antenna elements constituting a phased array antenna;
a phase correction amount storage circuit that stores cubic phase data on the antenna aperture surface; a sword Ω calculator that adds the output of the phase shift i calculation control circuit and the output of the phase correction amount storage circuit; and the adder. and a switch-back device that connects the phase correction amount storage circuit and the phase correction amount storage circuit, and provides the output of the phase correction amount storage circuit to the sword shinki. A beam scanning control circuit that controls all of the phase shifters of a large number of antenna elements on the upper beam, and an antenna enclosure that controls the entire flight height of the projectile relative to the ground or direction according to the radar altitude signal from the ubiquitous altimeter that measures the flight height of the projectile relative to the ground or direction. A function of measuring the third-order phase theta given to the surface and storing it in the phase correction amount storage circuit, and generating a beam scanning A control signal to the phase shift n control circuit. In radar transmission mode where the target signal and sidelobe clutter compete on the frequency axis, a switching signal is generated to the switching device to perform phase correction.1! An information processor having a function of connecting the circuit and all of the 7JD calculators is provided, and the information processor is configured to process phase data for beam scanning from the phase shift calculation control circuit and third-order system phase data from the phase correction amount storage circuit. A radar device characterized in that a target signal that competes with sidelobe clutter on the frequency axis is detected by adding the signals using an adder to give a third-order phase distribution on the antenna aperture surface.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11271436A (en) * 1998-03-23 1999-10-08 Mitsubishi Electric Corp Pulse doppler radar apparatus
JP2009002671A (en) * 2007-06-19 2009-01-08 Mitsubishi Electric Corp Radar device
JP2011163968A (en) * 2010-02-10 2011-08-25 Mitsubishi Electric Corp Radar device

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