JPS59109882A - パルス・レ−ダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コヒーレント送受信装置を備えるパルス・レ
ーダ装置であって、コヒーレント送受信装置ニは、レー
ダ・パルスの送信および試験信号発生用の送信機および
送信アンテナと、エコー信号受信用のＮ個の垂直配置受
信アンテナおよびこれら受信アンテナに接続したＮ個の
受信機とを設け、各受信機ではエコー信号を処理して２
つの直交位相検波ディジタル化ビデオ信号成分Ｉｉおよ
びＱｉの形態としくここでｉ−ＯＬ　Ｌ　Ｌ　−−−、
Ｎ−１’）、変換回路において前記ビデオ信号成分対■
ｉオよびＱｉに対応する重み係数Ｗｉを乗算した後、Ｄ
Ｆ子ビーム形成装置により、前記ビデオ信号成分から、
Ｎ個の受信機によって決まるビデオ信号の直交成分へお
よびＱｋを導出し、直交成分工におよびＱｋを、受信し
たエコー信号の入射角に対応するＤＦＴビーム形成装置
の出力チャンネ／Ｉ／ｋを介して供給するパルス・レー
ダ装置に関する。

かかるパ／ｌ／　ス、レーダ装置はＡｂｒａｈａｍ　Ｅ
、　ＲｕＶｉｎおよびＬｅｏｎａｒｄ　Ｗｅｉｎｂｅｒ
ｇ共著ノ論文ＨＤｉｇｉｔａ１Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｂｅ
ａｍｆｏｒｍｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　
Ｒａｄａｒ”。

ＩＥＥＥ　ＥＡＳＯＯＮ　　＋７８　Ｒｅｃｏｒｄ、ｐ
ｐ、１５２〜１６３，５ｅｐｔ。

２５−２７．　１９７８．　　ＩＥ［Ｅ　Ｐｕｂｌｉｃ
ａｔｉＰｎ　７８　ＣｊＨ１’１５２−４ＡＥＳ、から
既知である。この既知のパルス・レーダ装置では種々の
受信機相互間における利得および位相推移の相違に起因
してビーム形成装置出力信号に誤りが生ずる。その場合
、利得の相違により、供給される重み係数従ってサイド
ローブの所望の低減が擾乱され、一方、位相推移の相違
によっては、ビーム形成装置からはターゲットの真の方
向以外の方向に対応する出力チャンネルから出力が送出
されることとなる。本発明の目的は、この種の誤りを大
幅に除去するパルス・レーダ装置を提供するにある。

かかる目的を達成するため本発明のパルス・し゛ダ装置
は、プロセッサを備え、該プロセッサにより、すべての
重み係数が同じ一定値であるという条件下に試験信号を
介して得られるＤＦＴビーム形成装置の入力信号から任
意所望瞬時に振幅修正信号および位相修正信号を導出し
、振幅修正信号および位相修正信号、または少なくとも
その一部を変換回路に供給して受信機相互間の利得およ
び位相推移の差を修正するよう構成したことを特徴とす
る。かかる態様においてビーム形成装置の入力信号が修
正される。作動モードにおいては垂直方向において変化
する加重機能が適用される一方、レーダ掃引当り１回ま
たは数回実行できる。利得および位相修正サイクルに当
っては定数を加重機能として導入する。

次に図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示した本発明のパルス・し％　−タ装ｆａｔの
第１実施例はコヒーレント送受信ユニットを備え ・テオリ、このコヒーレント送受信ユニットには、レー
ダパルスおよび試験信号Ｔを発生する送信機１と、レー
ダパルスを送信するための送信アンテナ２と、エコー信
号を受信するため垂直に配置したＮ個の受信アンテナＡ
。、Ａ□ｒ　−−−ｔ　ＡＮ−１と、これら受信アンテ
ナに接続したＮ個の受信機Ｂ。。

Ｂ□ｒ　−−−Ｉ　ＢＮ−１とを設け、各受信機ではエ
コー信号を処理して２つの直交位相検波ディジタル化ビ
デオ信号成分ＩｉおよびＱｉ　（ここでｉ−ｏ、１゜−
−−、Ｎ　−１）の形態にする。送信信号をＦ（ｔ　）
　、　ｅ　２ｉｌｆ。

（但しｆ。は送信周波数、Ｆ（ｔ）は送信パルスの包絡
線）で表わした場合、アンテナＡｉによって受信される
エコー信号は １ｄｃｏｓα Ｇ（ｔ　）。ｅ”ｊ（（ｆｏ　＋ｆｄ）ｔ＋ψ十ｆ。・
−６−〕で表わすことができ、ここでＧ（ｔ）はエコー
信号の包絡線、ｆｄはドツプラ周波数、ｄは受信アンテ
ナの相互間隔、αはターゲットから受信アンテナに入射
する波面８の仰角、０は光の速度、ψはターゲットの範
囲に依存する位相角である。受信機Ｂｉにおいて中間周
波数に変換され、次いでコヒーレント位相検波されたエ
コー信号は土ｄＣＯ８α Ｇ（ｔ）−ｅ”πｊ〔ｆｄｔ＋ｆｏ・。〕で表わされる
か、またはＣ−λ・ｆｏおよびｄ−丁λト共ニｇ（ｔ、
ｆｄ）−ｅ”ｊｉｏ”””　ニ、Ｊ：　ツテ表ｂ　サｈ
　；　コの信号の直交成分は工・およびＱｉである。受
信機Ｂｉはこれら直交成分をディジタル形式で送出する
。直交成分１１およびＱｉの値はＤＦＴビーム形成装置
４に直接供給することができる。Ｎ個の受信機によって
決定されたビデオ信号の直交成分はビーム形成装置４に
より出力チャンネルｋを介して送出され、上記ビデオ信
号は に比例する。出力チャンネルｋを介して送出されるビデ
オ信号の絶対値は 、に比例する。即ち、ビーム形成装置４の各出力チャン
ネルは受信ビーム・パターンに対応し、そσ）場合受信
ビーム・パターンの主方向は関係式２ｋによって決まる
。このようにして決定されるビーム方向の例を第２図Ｇ
こ示す０例えば、Ｎ−１６、従ってＦＦＴをビーム形成
装置４に対するＤＦＴの特殊な形として使用できる場合
には、受信ビーム・パターンの主方向はに−８，７，６
＋５．４．−−−＋−５，−Ｌ−７＋共に得られる。パ
ルス・レーダ装置のアンテナ系を４８°の角度で配置し
た場合、受信ビーム・ツマターンのみ関連し、その場合
主方向はに−５，４゜−−−、−５に対しα−５１，８
２、６０、−−−、１２８，６８と共に得られる。かか
る場合主方向は水平面（地球の表面）に対しα−４７°
の角度になること勿論である。従って、この場合にはビ
ーム形成装置σ）１６個の使用可能出力チャンネルのう
ち１１個の出力チャンネルだけ使用される。仰角５０に
位置するターゲットにより、ｋ−−１で示した出力チャ
ンネルにビデオ信号が発生し、このビデオ信号は主方向
がα−９７，１８、即ち水平面に対し５０．１８の受信
ビームパターン内に入る。

第１図に示したパルス・レーダ装置は更に、直交成分Ｉ
ｉおよびＱｉに重み係数Ｗｉを乗算する変換回路ｃ　　
、　ｃ　　’、　−−−、ＯＮ−□を備えている。かか
０す る重み係数は垂直方向において変化する加重機能を有し
、この加重機能の目的はサイドロープを低減することに
あり、その効果を第３図Ｑこ示す。この場合第３図にお
ける連続曲線は、ｋ＝−１に対しα−９７，１８と共に
主方向が得られる受信ビームパターンを示し、この受信
ビーム・パターンは、空間的に変化する加重機能を適用
することなく出力チャンネルに−−１を介して供給され
るビデオ信号に対する正規化絶対値をｄＢを単位として
示シテいる。第８図において破線で示した曲線は適切に
選定した加重機能と共に得られる正規化絶対値を示し、
サイドローブの低減に関するこの加重機能の効果を示し
ている。

受信機Ｂ。、Ｂ□＋−−一＋　ＢＮ−１相互間における
利得および位相推移の相違のため、ビーム形成装置４の
出力信号に誤りが生ずる。利得の相違によって、適用さ
れる加重機能、従ってサイドローブの所望低減機能が擾
乱される。また位相推移の相違によって、ビーム形成装
置からはターゲットの真の方向以外の方向に対応する出
力チャンネルから出力が送出されることとなる。かかる
誤りを防止するため本例のパルス・レーダ装置はプロセ
ッサ５を備え、このプロセッサはすべての重み係数が同
じ一定値であるという状態の下（こ試験信号を介して得
られビーム形成装置４の入力信号から任意所望瞬時に振
幅および位相修正信号を導出し、これら振幅および位相
修正信号、または少な°くともその一部を変換回路Ｃ６
，Ｃ□＋−−−ｔ　０Ｎ−１に供給して受信機Ｂ。＋　
Ｂ１　＋−−−ｒ　ＢＮ−１相互間における利得および
位相推移の相違を修正するようにする。第１図の実施例
では振幅修正信号Ｋｉおよび位相修正信号α・、β・の
両方を変換回路Ｃ６，Ｃ□Ｉ−−−１１１ ＯＮ−１に供給する。後述する第４図の実施例では、変
換回路ａ　　、　ｃ　　、＋＋＋、　０Ｎ−０Ｑこ振幅
修正信号に工１ および微細位相修正信号を供給し、受信ｔ４＜　Ｂ。。

Ｂ□ｒ−−−＊　ＢＮ−１に粗い位相修正信号を供給す
る。

試験信号Ｔはアンテナ素子もしくは受信機Ｂ。。

Ｂ□、＋＋＋、　、ＢＮ−□の高周波チャンネルに供給
するが、または受信アンテナＡ　　、　Ａ　　、＋−＋
、　％−□）前方１ に配置したスロット放射器を介して受信アンテナに受信
させるようにすることができる。試験信号は受信機Ｂ　
　、　Ｂ、　、＋＋＋、　Ｂ、−０において普通の態１ 様で発生させた後、同−重み係数を乗算する。こ１・□
のようにして得た信号はビーム形成装置４には供給せず
、バッファ回路６を介してプロセッサ５に供給する。°
゛−１プロセッサ ５により、これら信号の振幅差および位相差から振幅修
正信号Ｋ・および位相修正信号αｉ、βｉをユ 導出する。これら振幅修正信号お゛よび位相修正信号は
バッファ回路７を介して対応する変換回路に供給する。

変換回路Ｏ１では、供給された工ｉ、　Ｑ。

信号を次式 で表わされるＩｉ／　、　Ｑｉ／信号に変換する。Ｉｉ
およびＱｉが信号Ｇ（す、ｅｊ　（ｃｖｄｔ＋ｙｒｉｏ
Ｏ３”　）　ノ直交成分でなる。゛即ち重み係数Ｗｉは
係数Ｋｉによって修正される一方、当該信号はｔａｎ−
ｘ　Ｊｉの位相修正を受けαｉ る。

第４図の実施例では粗い位相修正および微細位相修正を
区別して行うようにする。従ってプロセッサ５はバッフ
ァ回路６を介して供給された信号から籾い位相修正信号
および微細位相修正信号を決定する装置を備えている。

０ＯｈＯ位相修正回路８においては、受信機におけるコ
ヒーレント位相検波に必要なｃｏｈｏ信号ｆ。ｏｈｏの
位相を、粗い位相修正信号により各受信機につき修正す
る。さら。

に、微細位相修正および振幅修正は変換回路Ｃ８゜Ｃ□
、＋＋＋、　ＣＮ−□において前述・した態様で行うこ
と°ができる。その場合位相係ａ　ｃｏｓψｉを乗算す
ることにより次式 の如く位相修正を一層簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本溌明の第１実施例を示すブロック図１第２図
は第１図のビーム形成装置によって決定できるビーム方
向を示すＩＩ。 第８図は重み係数を乗算することによるサイドローブの
低減効果を例示した図、 第４図は本発明の幀２実施例を示すブロック図である。 １・・・送信機　　　　　　２・・・送信アンテナ３・
・・波面　　　　　　　４・・・ビーム形成装置５・・
・プロセッサ　　　　６．７・・・バッファ回路８・・
・○ｏｈｏ位相修正回路 Ａｏ、Ａ□−＝　ＡＮ−１・・・受信アンテナＢｏ、　
Ｂ□−一−ＢＮ−０・・・受信機・、Ｇｏ、　Ｇ□−−
−ｃＮ−□・・・変換回路特許出願人　　ホランドセ・
シグナールアバラーテン・Ｉ゛ビーべ一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　コヒーレント送受信装置を備えるパルス・レーダ装
   置であって、コヒーレント送受信装置には、レーダ・パ
   ルスの送信および試験信号発生用の送信機および送信ア
   ンテナと、エコー信号受信用のＮ個の垂直配置受信アン
   テナ″−゛−およびこれら受 信アンテナに接続したＮ個の受信機とを設け、各受信機
   ではエコー信号を処理して２つの直交位相検波ディジタ
   ル化ビデオ信号成分ＩｉおよびＱｉの形態としくここで
   ｉ−０，１゜２　ｓ　−−−ｔ　Ｎ　−’１　）、変換
   回路において前記ビデオ信号成分対重・およびＱｉに対
   応する重１み係数Ｗｉを乗算した後、ＤＦＴビーム形成
   装置により、前記ビデオ信号成分から、Ｎ個の受信機に
   よって決まるビデオ信号の直交成分工におよびＱｋを導
   出し、直交成分工におよびＱｋを、受信したエコー信号
   の入射角に対応するＤＦＴビーム形成装置の出力チャン
   ネルｋを介して供給するパルス・レーダ装置において、
   プロセッサを備え、該プロセッサにより、すべての重み
   係数が同じ一定値であるという条件の下に試験信号を介
   して得られるＤＦＴビーム形成装置の入力信号から任意
   所望瞬時に振幅修正信号および位相修正信号を導出し）
   振幅修正信号および位相修正信号、または少なくともそ
   の一部を変換回路に供給して受信機相互間の利舊および
   位相推移の差を修正するよう構成したことを特徴とする
   パルス・レーダ装置。 ａ　振幅修正信号Ｋｉおよび位相修正信号αｉ。 βｉの両方を対応する変換回路に供給し、当該変換回路
   により、供給きれた直交成分１土。 Ｑｉを次式 で表わされる直交成分■１１　、　Ｑｉ／に変換する特
   許請求の範囲第１項記載のパルス・レーダ装置。 ＆　プロセッサが粗い位相修正信号および微細位相修正
   信号を決定する手段を備え、更に、受信機におけるコヒ
   ーレント位相検波のため、粗い位相修正信号に応答して
   各受信機に対するｃｏｈｏ信号の位相を修正するｃｏｈ
   ｏ位相修正回路を備え、一方、振幅修正信号Ｋｌおよび
   微細位相修正信号ＣＯＳψ１の両方を対応する変換回路
   に供給して、当該変換回路に゛より、供給された直交成
   分Ｉｉ　、　Ｑｉを次式で表わされる直交成分■・／、
   Ｑ・′に変換する特許請求の範囲第２項記載のパルス・
   レーダ装置。